ارائه روش بهینه کاهش امپدانی پای دکل های خطوط انتقال

خطوط انتقال انرژی و ایستگاه های فشار قوی در شبکه های سراسری انتقال انرژی آسیب پذیرترین و حساس ترین قسمتهای شبکه را در قبال پدیده های طبیعی ازجمله رعد و برق یا تخلیه جوی الکتریکی تشکیل می دهند. با توجه به اینکه بسیاری از شبکه های انتقال از مناطق کوهستانی با ارتفاع بالا عبور می-کننددر نتیجه اکثر این مناطق مخصوصاً در فصل های بهار و پاییز با پدیده رعد و برق مواجه هستند. برخورد موج صاعقه به سیستم انتقال می تواند در صورت بالا بودن امپدانس سیستم زمین و دکل باعث افزایش ولتاژ بدنه و تولید جرقه برگشتی و در نتیجه بروز قطعی در سیستم قدرت شود. قسمت های اصلی و حساس شبکه های سراسری انتقال انرژی را خطوط با ولتاژهای بالا 400 – 800 کیلو ولت با ظرفیت انتقال 10000-2000 مگا وات تشکیل میدهند ، قطع ناگهانی این خطوط به دنبال تخلیه جوی بر خط و بروز قوس در طول زنجیر مقره ، شرایط پایداری شبکه را مختل ساخته در صورت عدم پیش بینی کافی ، به خاموشی کامل و سراسری منجرب میشود. در نتیجه جلوگیری از وقوع این پدیده از اهمیت ویژه ای در طراحی ها و اجرا برخوردار میباشد. انتقال جریان های موجی به زمین در پی تخلیه جوی الکتریکی بر هر قسمت از خطوط انتقال شامل سیم های فاز ، سیم های زمین و برج ها و نقطه اتصال آن به زمین صورت میپذیرد. مقاومت مسیر جریان موجی را به زمین ، مقاومت بدنه برج ها و مقاومت زمین انان تشکیل میدهد.در هنگام برقراری جریان های موجی این کمیات مشخصات موجی را دارا میگردند.حال اگر امپدانس موجی خطوط و برج و سیستم زمین کم باشد درنتیجه جریان بالای حاصل از صاعقه به زمین منتقل میشود و برای سیستم مشکلی ایجاد نخواهد کرد ولی در صورتی که مسیر عبور جریان صاعقه مانند برج و سیستم زمین امپدانس بالایی داشته باشد باعث بوجود آمدن ولتاژ بالایی در زنجیر مقره میگردد . از موارد بالا نوع برج متغیر نخواهد بود و امپدانس موجی آن ثابت خواهد بود ولی امپدانس پای دکل در فضاها و فصول مختلف متغیر خواهد بود و اثرات متفاوتی را روی سیستم قدرت خواهد گذاشت. در صورتی که بارهای حاصل از صاعقه به زمین به موقع و همزمان با تخلیه جوی صورت نگیرد ، ولتاژ موجی قابل ملاحظه ای در برج ها ظاهر گردیده و در صورتی که این ولتاژ از آستانه تحمل خطوط و زنجیر مقره بالاتر رود باعث ایجاد قوس خواهد شد که در ادامه به توضیحات کامل و دقیقتر میپردازیم. دراین نوشته سعی شده با شبیه سازی سیستم 132 کیلوولت متشکل از 6 برج حالت های مختلف ولتاژ روی زنجیر مقره را با صاعقه های مختلف و سیستم های مختلف زمین در خاک تک لایه و سه لایه مقایسه کرد و حالت مناسب و بهینه را تعیین نمود.