فهرست مطالبعنوان صفحه چكيده :. 1فصل اول – كليات تحقيق :. 2مقدمه :. 3فصل دوم – ويژگي‌هاي خطوط انتقال كمپاكت باندل و تعاريف اوليه : 62-1- مقدمه :. 72-2- تعریف خطوط انتقال کمپاکت. 72-3- مزایا و معایب خطوط انتقال کمپاکت. 82-3-1- مزایای خطوط انتقال کمپاکت- برخی از مزایا خطوط انتقال کمپاکت به شرح زیر می باشد:. 82-3-2- معایب خطوط انتقال نیرو کمپاکت- در کنار مزایایی که در بالا به آنها اشاره گردیده است برخی از معایب این نوع خطوط انتقال نیرو به شرح زیر می باشند :. 82-4- خطوط باندل. 92-5-عرض حریم. 10فصل سوم – نقش عوامل الكتريكي در فواصل فازها :. 113-1- مقدمه :. 123-2- تعیین حداقل فاصله هوائی از دیدگاه اضافه ولتاژ کلیدزنی 123-2-1- مدل EPRI133-2-2- مدل CRIEPI133-2-3- مدل IEEE. 143-2-4- مقایسه مدل ها. 153-3- حداقل فاصله هوائی از دیدگاه صاعقه. 163-4- حداقل طول زنجیره مقره ها. 183-5- جمع بندی. 20فصل چهارم – نقش نوسانات هاديها در فواصل فازها :. 214-1- مقدمه. 224-2- نوسانات آونگی. 224-2-1- کاهش فاصله فازها در روی برج. 244-2-2- کاهش فاصله فازها در وسط پایه ها. 244-3- نوسانات جهشی. 264-3-1- روش اول- بیضی گالوپینگ. 264-3-2- روش دوم- مدل لگارتیمی (خطوط ساده و باندل). 284-3-3- روش سوم- مدل مرتبط با سرعت باد و فلش. 294-3-4- روش چهارم- مدل خطی با قطر هادی. 314-3-5- روش پنجم- مدل غیر خطی با قطر (خطوط ساده و باندل). 324-3-6- مقایسه مدل های مختلف. 33فصل پنجم – تعيين فواصل فازها :. 365-1- مقدمه. 375-2- تعیین فاصله افقی فازها تا بدنه برجها. 375-2-1- استفاده از مقره های آویزان. 395-2-2- مقره های وی شکل. 405-2-3- مقره‌های ثابت. 405-3- فاصله افقی فاز تا فاز. 415-3-1- فاصله افقی فاز تا فاز که در دو طرف برج قرار می گیرند 435-3-2- فاصله افقی فاز با فاز که در یک طرف برج قرار می گیرند 445-3-3- فاصله فاز تا فاز در صورت استفاده از مقره‌های غیر آویزان 455-4- محاسبه فواصل عمودی فازها. 455-4-1- فاصله عمودی فازها در سربرج با جایگذاری عمودی هادیها 465-4-2- فاصله عمودی فازها در سربرج با جایگذاری مثلثی هادیها 475-4-3- فاصله عمودی فازها در سربرج بر مبنای مقره های ثابت. 485-5- محاسبه فاصله عمودی دو فاز از یک مدار در وسط اسپن. 495-5-1- تعیین فاصله عمودی فازها در وسط پایه ها برای آرایش عمودی هادیها. 495-5-2- تعیین فاصله عمودی فازها در وسط پایه ها برای آرایش مثلثی هادیها. 505-5-3- تعیین فاصله عمودی فازها در وسط پایه ها برای مقره های ثابت. 515-6- مدل محاسباتی حداقل فاصله عمودی فازها. 515-7- حداقل فواصل افقی از دیدگاه NESC. 525-7-1- حداقل فاصله هوائی تا پایه ها. 525-7-2- حداقل فاصله افقی فازها در یک مدار. 525-7-3- حداقل فاصله افقی فازها در دو مدار مختلف. 535-7-4- فاصله افقی فازها با توجه به نوسانات. 535-8- جمع بندی. 545-8-1- حداقل فاصله افقی فاز با بدنه برج. 555-8-2- حداقل فاصله افقی فاز تا تأسیسات اطراف. 555-8-3- فاصله افقی دو فاز از یک مدار. 555- 8- 4- حداقل فاصله عمودی فازها در سر برج. 565-8-5- تعیین حداقل فاصله عمودی در وسط پایه ها. 56فصل ششم – تبيين دانش فني طراحي خطوط انتقال مدرن :. 586-1- مقدمه. 596-2- رابطه توان طبيعي خط با ابعاد و اندازه دسته هاديها (باندل) 59فصل هفتم – خصوصيات كلي خطوط انتقال نيرو و توان راكتيو منتجه از مشخصات الكتريكي خطوط انتقال:. 747-1- توانهای راکتیو منتجه از خطوط انتقال [23, 25]757-2 مشخصه تغییرات توان با زوایه بار در خطوط انتقال با طول کمتر از طول حد. 89فصل هشتم – طراحي يك نمونه خطوط مدرن :. 958-1 مقدمه. 968-2 مثال در مورد طراحي یک نمونه خط مدرن kV220. 96منابع :. 99 فهرست جداولعنوان صفحه جدول (1)- رابطه اضافه ولتاژ کلیدزنی و حداقل فاصله هوائی. 14جدول (2)- رابطه اضافه ولتاژ و عامل مولد آن. 15جدول (3)- رابطه فاصله هوائی و موج ضربه در شرایط بروز جرقه 17جدول (4)- رابطه ولتاژ نامی خطوط و مقادیر متعارف اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه. 17جدول (5)- مقایسه حداقل فاصله عمودی فازها در یک خط انتقال 400 کیلوولت باندل دوتائی. 34جدول (6): مشخصات الكتريكي خطوط كلاسيك در رديفهاي ولتاژ مختلف 66جدول (7): نسبت اضافه ولتاژ موقت قابل قبول و حد طول خط بدون راکتور برای سطوح ولتاژ مختلف. 82جدول (8): مقدار نوعی برای سطوح ولتاژ مختلف (با توجه به هادیهای مورد استفاده در سیستم انتقال کشور شوروی سابق). 86جدول (9): مقدار معمول ضرایب رابطه (7-43) (برای و ) برای سطوح ولتاژ مختلف. 89 فهرست اشكالعنوان صفحه شکل (2-1)- خط انتقال دو مداره باندلشکل (2-2)- خط انتقال یکمداره باندل دو سیمه 9شکل (3-1)- شمای کلی یک خط انتقال نیرو. 18شکل (3-2)- شمای کلی انحراف زنجیره مقره‌ها در اثر وزش باد. 19شکل (4-1)- نمائی از انحراف زنجیره مقره ها در اثر وزش باد. 23شکل (4-2)- وضعیت انحراف زنجیره مقره ها در یک خط انتقال نمونه 23شکل (4-3)- شمای کلی یک برج دارای زنجیره مقره های آویزان. 25شکل (4-4)- شمای کلی یک خط انتقال که فازهای آن در کنار هم نصب شده اند. 25شکل (4-5)- منحنی بیضی گالوپینگ در یک خط انتقال نیرو نمونه 27شکل(5-1)- نمائی از یک خط انتقال با آرایش افقی هادیها و مقره های آویزان. 39شکل (5- 2)- یک نمونه از خط انتقال با زنجیره مقره وی شکل. 40شکل (5-3)- یک نمونه از خط انتقال با بهره گیری از مقره های ثابت 41شکل (5-4)- حالات مختلفی از نوسانات هادیها. 42شکل (5-5)- دو نمونه از خطوط انتقال نیرو که هادیهای آن در دو طرف برجها قرار دارند.. 44شکل (5-6)- یک نمونه از خطوط انتقال نیرو که دو فاز آن در یکطرف برجها قرار دارند. 44شکل (5- 7)- خط انتقال با استفاده از مقره های ثابت و آرایش وی شکل برای زنجیره مقره‌ها. 45شکل (5- 8)- دو نمونه از آرایش هادیها در خطوط انتقال نیرو. 46شکل (5- 9)- نمائی از یک خط انتقال دو مداره با آرایش عمودی هادیها. 47شکل (5- 10)- وضعیت فواصل فازها در آرایش مثلثی هادیها در سربرج 48شکل (5-11)- یک نمونه از خط انتقال با مقره های ثابت. 48شکل (5-12)- وقوع پدیده گالوپینگ و نزدیک شدن فازها در میانه دوبرج. 49شکل (5- 13)- یک نمونه از خط انتقال دو مداره با آرایش مثلثی هادیها. 50شكل (6-1): شماي استقرار هادیهای خط انتقال تک مداره با باندلهای مربوطه (در شکل 8 تایی). 59شكل (6-2): منحنيهاي توان طبيعي (منحنيهاي 1 تا 5) و امپدانس موجي (منحنيهاي 6 تا 10) بر حسب تعداد زير هاديها در باندل، kV 220 (منحني 1 و 6)، kV 500 (منحني 2 و 7)، kV 750 (منحني 3 و 8)، kV 1150 (منحني 4 و 9)، kV 1800 (منحني 5 و 10)، منحنيهاي پر رنگ براي هاديهاي از نوع AC400/51 و منحنيهاي خطچين براي هاديهاي از نوع AC240/39. 66شكل (6-3): منحني تغييرات برحسب در حالت 69شكل (6-4): محاسبه ضريب غيريكنواختي ناشي از دستههاديهاي سه فاز 70شكل (6-5): نمايش قرار گرفتن زيرهاديها در آرايشهاي دايره باندل متقارن و نامتقارن. 71شکل (7-1): منحنی تغییرات نسبت به با توجه به رابطه (7-9). 77شکل (7-2): خط انتقال قرار گرفته بین شینههای 1 و 2. 78شکل (7-3): دياگرام فيزوري رابطه (7-19) براي ... 80شكل (7-4): منحني تغييرات بر حسب طول خط و نسبتهاي مختلف برابر با 0 (منحني شماره 1)، 0.1 (منحني شماره 2)، 0.3 (منحني شماره 3) و 0.5 (منحني شماره 4). 81شکل (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). 83شکل (7-6): منحنی تغییرات بر حسب توان راکتور. 85شکل (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). 91شکل (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). 93شکل (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). 93چکیده :یکی از روشهای 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 روشهای 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 میشوندفصل اول کلیات تحقیقمقدمهخطوطانتقالفشردهياكمپاكتهمانطوركهازاسمشانپيداست،بهخطوطياطلاقميگردندكهابعادواندازه هايبرجآنهادرمقايسه باخطوطانتقالمعموليكوچكتربودهويابهاصطلاحخطوطكمپاكتراميتوانحالتفشرده اي (بهلحاظابعادواندازهفيزيكيبرج) از خطوطانتقالمعموليدر نظر گرفت[1]. علتاصليگرايشبهسمتخطوطكمپاكتراميتواندردوعاملزيردانست [2-19] :v افزايشروز افزونتقاضايانرژيالكتريكيلزوماحداثوتوسعهخطوطانتقالراموجبگرديدهاست. احداثيكخط جديدعلاوهبرنيازبههزينه هايسرمايهگذاريبالا،مواردحاشيهايرانيزبهدنبالخودداردكهمسألهسازترينآنهاتأمين حريمموردنيازبرايخطميباشد. باافزايشسطحولتاژخط،ميزانحريمآننيزبهمقدارقابلتوجهيافزايشمييابدودر چنينشرايطيدرگذرخطوطانتقالازجنگلها،مقاديرانبوهيازدرختانبايدقطعگردندودرگذراززمينهايكشاورزي مشكلاتعديدهايبرايتصرفوتملكزمينپيشخواهدآمدوبعضاًدرموارديقيمتزمينبهويژهدرهنگامگذرونزديك شدنخطوطانتقالبهشهرهايبزرگبهصورتتصاعديافزايشمييابد.v باتوجهبهمشكلاتتشريحشدهدربندفوقبرسرراهاحداثخطوطجديد،هموارهاينسوالمطرحبودهاستكهآياراهي براياستفادهحداكثر(انتقالهرچهبيشترتوان) ازكريدوريكهباتوجهبهمشكلاتبندفوقفراهمآمده،وجوددارد؟پاسخبههردونيازباابداعخطوطكمپاكتتحققيافت. درخطوطمجهزبهبرجهايمعموليفاصلهفاز- فازموجودنميباشد،فاصلهبين فازهابهعلتبدنهبرجواقعبينفازها،عبارتازدوفاصلههواييفاز- زمينسريبايكديگرمي باشد. درخطوطكمپكتباتغييرنوعبرج وحذفاسكلتفلزيدرفاصلهبينفازها،فازهامستقيماًدر مجاوريكديگرواقعگرديده،توسطزنجيرمقرهبينفازازيكديگرايزوله ميگردند.بدينترتيبفاصلههندسيمتوسطفازهانسبتبهبرجهايمعموليبسیار كاهشمي‌يابد[20].خطوطكمپكتراميتوانباتوجهبهآرايشباندلهاوبرجهادستهبندينمود.اماقبلازبررسيدسته‌بنديخطوطكمپاكت،توجهبه نكاتزيرلازمميباشد.