18054

18054

طراحي بهينه حلقه كرونا در سطح ولتاژي فشار قوي (HV)

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

شهريور 1396

دكتر احمد غلامي

برق

بسياري از مشكلات بلندمدت مقره هاي پليمري ازجمله فرسايش و پيري مواد پليمري، وقوع كرونا در سطح مقره و شكست الكتريكي، ناشي از توزيع ميدان الكتريكي در طول مقره مي‌باشد. لذا استفاده از حلقه كرونا بهينه‌شده به‌منظور تعديل ميدان الكتريكي مقره ها به‌عنوان يكي از بهترين روش‌هاي موجود براي مقابله با اين مشكلات ضروري است. در اين پايان‌نامه به‌منظور بهينه‌سازي حلقه‌ كرونا در سطح ولتاژ HV با استفاده از روش تركيبي FEM-PSO در ابتدا ميدان و پتانسيل الكتريكي روي سطح يك مقره 230 كيلوولت پليمري تحت شرايط تميز و خشك با استفاده از بسته نرم‌افزاري Comsol Multyphysics كه مبتني بر روش المان محدود (FEM ) مي‌باشد شبيه‌سازي‌شده و اطلاعات به‌دست‌آمده ذخيره شده است. سپس با تعريف تابع هدفي كه رابطه رياضي غيرخطي بين پارامترهاي سه‌گانه حلقه كرونا (ارتفاع نصب، شعاع حلقه و ضخامت حلقه) و ميدان الكتريكي را شامل مي‌شود و با استفاده از كد نويسي در نرم‌افزار Matlab با استفاده از سه روش بهينه‌سازي، شامل الگوريتم ازدحام ذرات با جمعيت پويا ، الگوريتم ازدحام ذرات با جمعيت ثابت و الگوريتم ازدحام ذرات با كاهش تدريجي جمعيت بهينه‌سازي حلقه كرونا انجام و نتايج حاصل از هر روش بررسي و تحليل شده است و اين نتيجه حاصل شده است كه بهينه‌ترين حالت طراحي حلقه كرونا با استفاده از روش الگوريتم ازدحام ذرات با جمعيت پويا به دليل همگرايي دقيق‌تر ، سريع‌تر و باكيفيت‌تر جواب بهينه سراسري تابع هدف، به‌عنوان بهترين الگوريتم در فرايند بهينه‌سازي ابعاد حلقه كرونا موردقبول مي‌باشد. در ادامه به صحت سنجي نتايج پرداخته شده است. در پايان به نتايج حاصل از انجام پايان‌نامه پرداخته مي‌شود و پيشنهادات براي انجام كارهاي بعدي ارائه مي‌گردد.

1396/08/23

11/13/2017 12:00:00 AM

Many of the long-term problems of polymeric insulators, including the erosion and aging of polymeric materials, the occurrence of corona at the level of the insulator and electrical breakdown, are due to the distribution of the electric field along the insulator. Therefore, the use of an improved corona ring to adjust the electric field of insulators is considered as one of the best methods available to deal with these problems. In this thesis, in order to optimize the corona ring at the High voltage level, using the FEM-PSO combination method, at first, the electric field and potential on a surface of a 230 kV polymer insulator under clean and dry conditions is simulated by using the Comsol Multyphysics software package, based on the The finite element method (FEM). and the information is stored. Then, defining an objective function that involves a nonlinear mathematical relation between the three parameters of the corona ring (installation height, ring radius, and ring thickness) and the electric field, and using three optimization methods, including particle swarm optimization With dynamic population size, particle swarm optimization With gradual reduction population size and particle swarm optimization With fixed population size by coding in Matlab software are done in order to find the best corona ring optimization method. the results of each method are analyzed. It is concluded that the optimal design of the corona ring is achieved by using particle swarm optimization With dynamic population size due to to more precise, faster, and better convergence and the optimal global response of the target function. then The results are verified. In the end, the results of the thesis are discussed and suggestions are made for further work.