شکل (2-1)- خط انتقال دو مداره باندل شکل (2-2)- خط انتقال یکمداره باندل دو سیمه  9
شکل (3-1)- شمای کلی یک خط انتقال نیرو. 18
شکل (3-2)- شمای کلی انحراف زنجیره مقره‌ها در اثر وزش باد. 19
شکل (4-1)- نمائی از انحراف زنجیره مقره ها در اثر وزش باد  23
شکل (4-2)- وضعیت انحراف زنجیره مقره ها در یک خط انتقال نمونه  23
شکل (4-3)- شمای کلی یک برج دارای زنجیره مقره های آویزان. 25
شکل (4-4)- شمای کلی یک خط انتقال که فازهای آن در کنار هم نصب شده اند. 25
شکل (4-5)- منحنی بیضی گالوپینگ در یک خط انتقال نیرو نمونه  27
شکل(5-1)- نمائی از یک خط انتقال با آرایش افقی هادیها و مقره های آویزان. 39
شکل (5- 2)- یک نمونه از خط انتقال با زنجیره مقره وی شکل. 40
شکل (5-3)- یک نمونه از خط انتقال با بهره گیری از مقره های ثابت. 41
شکل (5-4)- حالات مختلفی از نوسانات هادیها. 42
شکل (5-5)- دو نمونه از خطوط انتقال نیرو که هادیهای آن در دو طرف برجها قرار دارند.. 44
شکل (5-6)- یک نمونه از خطوط انتقال نیرو که دو فاز آن در یکطرف برجها قرار دارند. 44
شکل (5- 7)- خط انتقال با بهره گرفتن از مقره های ثابت و آرایش وی شکل برای زنجیره مقره‌ها. 45
شکل (5- 8)- دو نمونه از آرایش هادیها در خطوط انتقال نیرو  46
شکل (5- 9)- نمائی از یک خط انتقال دو مداره با آرایش عمودی هادیها. 47
شکل (5- 10)- وضعیت فواصل فازها در آرایش مثلثی هادیها در سربرج  48
شکل (5-11)- یک نمونه از خط انتقال با مقره های ثابت. 48
شکل (5-12)- وقوع پدیده گالوپینگ و نزدیک شدن فازها در میانه دوبرج. 49
شکل (5- 13)- یک نمونه از خط انتقال دو مداره با آرایش مثلثی هادیها. 50
شكل (6-1): شمای استقرار هادیهای خط انتقال تک مداره با باندلهای مربوطه (در شکل 8 تایی). 59
شكل (6-2): منحنیهای توان طبیعی (منحنیهای 1 تا 5) و امپدانس موجی (منحنیهای 6 تا 10) بر حسب تعداد زیر هادیها در باندل، kV 220 (منحنی 1 و 6)، kV 500 (منحنی 2 و 7)، kV 750 (منحنی 3 و 8)، kV 1150 (منحنی 4 و 9)، kV 1800 (منحنی 5 و 10)، منحنیهای پر رنگ برای هادیهای از نوع AC400/51 و منحنیهای خطچین برای هادیهای از نوع AC240/39. 66
شكل (6-3): منحنی تغییرات برحسب  در حالت … 69
شكل (6-4): محاسبه ضریب غیریكنواختی ناشی از دسته هادیهای سه فاز  70
شكل (6-5): نمایش قرار گرفتن زیرهادیها در آرایشهای دایره باندل متقارن و نامتقارن. 71
شکل (7-1): منحنی تغییرات نسبت به با توجه به رابطه (7-9). 77
شکل (7-2): خط انتقال قرار گرفته بین شینههای 1 و 2. 78
شکل (7-3): دیاگرام فیزوری رابطه (7-19) برای … 80
شكل (7-4): منحنی تغییرات بر حسب طول خط و نسبتهای مختلف برابر با 0 (منحنی شماره 1)، 0.1 (منحنی شماره 2)، 0.3 (منحنی شماره 3) و 0.5 (منحنی شماره 4). 81
شکل (7-5): نسبت را بر حسب طول خط برای یک خط به طول km 600 و به ازای مقادیر مختلف برابر با 1.1 (منحنی شماره 1)، 1.05 (منحنی شماره 2)، 1.0 (منحنی شماره 3)، 0.95 (منحنی شماره 4)، 0.90 (منحنی شماره 5)، 0.85 (منحنی شماره 6). 83
شکل (7-6): منحنی تغییرات بر حسب توان راکتور. 85
شکل (7-7): تغییرات بر حسب زوایه بار خط برای خط انتقال به طول km 400 و به ازای بار با مشخصات مختلف: بار اهمی خالص (منحنی شماره 3)، بار القائی با (منحنی شماره 2)، بار القائی با (منحنی شماره 1)، بار خازنی با (منحنی شماره 4) و بار خازنی با (منحنی شماره 5). 91
شکل (7-8): بستگی نسبت با زاویه بار با طولهای خط برابر با: km 200 (منحنی 1)، km 400 (منحنی 2)، km 600 (منحنی 3)، km 800 (منحنی 4)، km 1000 (منحنی 5). 93
شکل (7-9): منحنی تغییرات بر حسب زاویه بار خط و به ازای و برای طولهای مختلف خط برابر با km 100 (منحنی 1)، km 200 (منحنی 2)، km 300 (منحنی 3)، km 400 (منحنی 4)، km 500 (منحنی 5)، km 600 (منحنی 6)، km 700 (منحنی 7)، km 800 (منحنی 8)  93

چکیده :
یکی از روش های مؤثری که در دهه های اخیر مورد توجه مسئولین برق قرار گرفته است استفاده از حریم خطوط موجود برای احداث خطوط جدید با ولتاژ بالاتر

 میباشد. طبیعی است با افزایش ولتاژ، عرض حریم در دو طرف خطوط انتقال جدید افزایش میابد که باید با به کارگیری روش های مختلف نسبت به رفع آنها اقدام نمود. در چنین موارد لازم است با کاهش پهنای برج‌های خطوط جدید و استفاده از آرایش‌های مناسب هادی‌ها، زنجیره مقره‌ها، مشخصه خطوط انتقال نیرو جدید را با مشخصه موجود تطبیق داد. با توجه به اینکه در طراحی خطوط انتقال کمپاکت تلاش در کاهش پهنای برجها تا حدی میسر میباشد لذا این نوع خطوط میتوانند گزینه مناسبی برای به کارگیری در حریم خطوط موجود باشند.

برای تعیین فواصل مناسب فازی عوامل مختلفی چون اضافه ولتاژ کلید زنی، اضافه ولتاژ صاعقه، نوسانات جهشی هادیها یا گالوپینگ، نوسانات آونگی هادیها و مقره ها دخالت دارند که در این پروژه مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته‌اند. همچنین در این پروژه سعی شده با توجه به استانداردها و مقالات جدیدی که در این زمینه منتشر گردیده، روش مناسبی جهت محاسبه فواصل عمودی و افقی فازها ارائه گردد. همچنین در این پروژه طراحی این خطوط با تأکید بر طراحی الکتریکی آرایش باندل مورد توجه قرار گرفته و دنبال شده است.
در این پروژه، ملاحظات/ مبانی الکتریکی طراحی آرایش باندل این خطوط مورد توجه قرار گرفته است. ضمن آنکه به اهمیت انتقال توان در توان طبیعی توجه شده و راهکارهای تحقق آن با روابط ریاضی غنی مربوطه درک و تبیین گردیده است. دانش فنی/ ریاضی مربوطه، طراحی یک نمونه خط مدرن و منحنی­های کاربردی مربوطه از دستاوردهای این پروژه محسوب می­شوند

کلمات کلیدی : خطوط انتقال کمپاکت، فواصل عمودی و افقی فازها، حریم خطوط انتقال، انتقال توان طبیعی، راکتور شنت قابل کنترل

فصل اول
 
 
کلیات تحقیق

مقدمه
خطوط انتقال فشرده یا كمپاكت همانطور كه از اسمشان پیداست، به خطوطی اطلاق می­گردند كه ابعاد و اندازه های برج آنها در مقایسه با خطوط انتقال معمولی كوچكتر بوده و یا به اصطلاح خطوط كمپاكت را می­توان حالت فشرده ای (به لحاظ ابعاد و اندازه فیزیكی برج) از خطوط انتقال معمولی در نظر گرفت[1]. علت اصلی گرایش به سمت خطوط كمپاكت را می­توان در دو عامل زیر دانست[2-19] :

• افزایش روز افزون تقاضای انرژی الكتریكی لزوم احداث و توسعه خطوط انتقال را موجب گردیده است. احداث یك خط جدید علاوه بر نیاز به هزینه های سرمایه گذاری بالا، موارد حاشیه­ای را نیز به دنبال خود دارد كه مسأله سازترین آنها تأمین حریم مورد نیاز برای خط می­باشد. با افزایش سطح ولتاژ خط، میزان حریم آن نیز به مقدار قابل توجهی افزایش می­یابد و در چنین شرایطی در گذر خطوط انتقال از جنگلها، مقادیر انبوهی از درختان باید قطع گردند و در گذر از زمینهای كشاورزی مشكلات عدیده­ای برای تصرف و تملك زمین پیش خواهد آمد و بعضاً در مواردی قیمت زمین به ویژه در هنگام گذر و نزدیک شدن خطوط انتقال به شهرهای بزرگ به صورت تصاعدی افزایش می­یابد.
• با توجه به مشكلات تشریح شده در بند فوق بر سر راه احداث خطوط جدید، همواره این سوال مطرح بوده است كه آیا راهی برای استفاده حداكثر (انتقال هر چه بیشتر توان) از كریدوری كه با توجه به مشكلات بند فوق فراهم آمده، وجود دارد؟

پاسخ به هر دو نیاز با ابداع خطوط كمپاكت تحقق یافت. در خطوط مجهز به برجهای معمولی فاصله فاز- فاز موجود نمی­باشد، فاصله بین فازها به علت بدنه برج واقع بین فازها، عبارت از دو فاصله هوایی فاز- زمین سری با یكدیگر می باشد. در خطوط كمپكت با تغییر نوع برج و حذف اسكلت فلزی در فاصله بین فازها، فازها مستقیماً در مجاور یكدیگر واقع گردیده، توسط زنجیر مقره بین فاز از یكدیگر ایزوله می­گردند. بدین ترتیب فاصله هندسی متوسط فازها نسبت به برجهای معمولی بسیار كاهش می‌یابد[20].
خطوط كمپكت را می­توان با توجه به آرایش باندلها و برجها دسته بندی نمود. اما قبل از بررسی دسته‌بندی خطوط كمپاكت، توجه به نكات زیر لازم می­باشد.
آنچه كه معمولاً از اسم خطوط كمپاكت به ذهن می­رسد خطوطی هستند كه در مقایسه با خطوط معمولی دارای ابعاد و پهنای كمتر و فشرده­تر می­باشند. اما توجه به این نكته ضروری است كه یكی از مهمترین اهداف ابداع خطوط كمپاكت علاوه بر كاهش پهنای كریدور خط، افزایش قدرت طبیعی خط می­باشد. در این رابطه برای افزایش قدرت طبیعی خط، چهار روش مطرح می­باشد[21-33].
الف) افزایش تعداد زیرهادیها در باندل
ب) استفاده از قطر بزرگتر برای دایره باندل
ج) قرار دادن زیرهادیها در اشكال دیگری غیر از حالت دایره متقارن
د) نزدیك كردن فازها به همدیگر
محاسبه و تعیین فواصل فازها از یکدیگر یا با زمین یا بدنه فازها به پارامترهای متعددی بستگی دارد که با توجه به آن جایگذاری هادیها در روی پایه ها انجام می شود. طبیعی است هر چه فواصل فازها از یکدیگر بیشتر شود، این اقدام سبب می شود تا احتمال بروز جرقه در شرایط اضافه کلیدزنی یا صاعقه بین فازها با هم یا زمین کاهش یابد و از این جهت افزایش قابلیت اطمینان برقرسانی به همراه داشته باشد. از طرف دیگر افزایش فواصل فازها معایبی دارد که برجی از آنها بشرح زیر می باشند:

این مطلب را هم بخوانید :

– پهنای برجها یا پایه ها زیاد می شوند
– ارتفاع برجها افزایش می یابند
– عرض باند عبور زیاد می شود
– وزن و قیمت برجها یا پایه ها افزایش می یابد
– تعداد مقره ها و طول زنجیره مقره ها افزایش می یابند
بنابراین گرچه ممکن است افزایش فواصل فازها از یک طرف خوب و مناسب باشند اما طرف دیگر در بسیاری موارد توجیه اقتصادی ندارد. در خطوط انتقال کمپاکت که هدف بکارگیری ترفندهای مختلف در کاهش ابعاد پایه ها است کاهش فواصل فازها از درجه اهمیت بالائی برخوردار است.
در هر سطحی از ولتاژ با پذیرش ریسک بیشتر می‌توان فواصل فازها را کاهش داد. به همین دلیل بر حسب اینکه درصد ریسک پذیری چند درصد باشد، فواصل می تواند کم یا زیاد شود، گرچه تاکنون مدل‌ها و روابط متعددی جهت محاسبه فواصل افقی یا عمودی فازی ارائه گردیده است اما هنوز یک رابطه واحد که مقبولیت عام داشته باشد وجود ندارد. علت وجود این اختلاف نظرها وجود پارامترهای متعدد نظیر: عوامل مؤثر در تولید اضافه ولتاژها، عوامل مؤثر در دامنه نوسانات هادیها، شرایط جوی مسیر، شرایط طراحی خطوط انتقال نیرو می باشند.
برای تعیین فواصل مناسب فازی عوامل مختلفی چون اضافه ولتاژ کلیدزنی، اضافه ولتاژ صاعقه، نوسانات جهشی هادیها یا گالوپینگ، نوسانات آونگی هادیها، آرایش هادیها و مقره‌ها دخالت دارند که لازم است مورد بررسی و مطالعه قرار گیرند. در این گزارش سعی می شود با توجه به استانداردها و مقالات جدیدی که در این زمینه منتشر گردید، روش مناسبی جهت محاسبه فواصل عمودی و افقی فازها ارائه گردد.

فصل دوم
 
ویژگی‌های خطوط انتقال کمپاکت باندل و تعاریف اولیه


2-1- مقدمه :
گسترش و توسعه شهرها سبب افزایش میزان مصرف انرژی الکتریکی میگردد که لازمه تأمین آن احداث و توسعه شبکه‌های انتقال و توزیع نیرو می‌باشد که در شهرهای بزرگ این مهم به سادگی عملی نمی‌باشد. طبیعی است هرچه بر میزان انرژی الکتریکی درخواستی افزوده گردد، لازمه تأمین آن افزایش ولتاژ خطوط انتقال جدید میباشد که در چنین حالتی مشکلات زیر پدبدار می‌شود: