۲۸۰

۳۱۰

۳۹۰

۴۰۰

۵۵۰۰

۲۲۰۰

۹۰۰

۳۵۰

۱۲۵

۳۰

جدول (۶): مشخصات الکتریکی خطوط کلاسیک در ردیفهای ولتاژ مختلف
با توجه به رابطه (۶-۳۴) و شکل (۶-۲)، حداقل توان طبیعی به ازای تعداد حداقل زیر هادیها در باندل ( ) محقق خواهد شد و با افزایش تعداد زیر هادیها در باندل توان طبیعی به میزان محدود افزایش مییابد. به عنوان مثال برای یک خط kV 500 با افزایش تعداد زیرهادیها تا ۴ یا ۵، توان طبیعی تنها به میزان به ترتیب و افزایش خواهد یافت. در شکل (۶-۲) منحنی های پر رنگ برای هادیهای از نوع AC400/51 و منحنی های خطچین برای هادیهای از نوع AC240/39 میباشد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل (۶-۲): منحنی های توان طبیعی (منحنی های ۱ تا ۵) و امپدانس موجی (منحنی های ۶ تا ۱۰) بر حسب تعداد زیر هادیها در باندل، kV 220 (منحنی ۱ و ۶)، kV 500 (منحنی ۲ و ۷)، kV 750 (منحنی ۳ و ۸)، kV 1150 (منحنی ۴ و ۹)، kV 1800 (منحنی ۵ و ۱۰)، منحنی های پر رنگ برای هادیهای از نوع AC400/51 و منحنی های خطچین برای هادیهای از نوع AC240/39
مقاومت اهمی دسته هادیها نیز برابر است با :
(۶-۳۵)
که مقاومت حجمی هادی ACSR و ضریب استفاده سطح مقطع میباشد. سطع مقطع واقعی عبور جریان با توجه به وجود هسته فولاد و فواصل بین هادیهای رشتهای کمتر بوده و با نشان داده شده که برای هادیهای ACSR در محدوده میباشد. نسبت مقاومت اهمی به راکتانس القایی برابر است با :
(۶-۳۶)
با توجه به رابطه (۶-۳۶) با افزایش شعاع زیرهادیها و ولتاژ نامی خط نسبت کاهش یافته ضمن آنکه این نسبت به تعداد زیرهادیها در باندل بستگی ندارد. این روابط برای کلیه خطوط اعم از کلاسیک و مدرن صادق میباشد. اما بهرحال با افزایش تعداد زیر هادیها به بیش از مقدار لازم با توجه به ملاحظات کرونا، خط از نوع کلاسیک به مدرن تبدیل خواهد شد.
کاهش ضریب غیریکنواختی در شدت میدان الکتریکی در سطح خارجی هادیها ، با توجه به رابطه (۶-۲۶) موجب افزایش ضریب استفاده و در نهایت با توجه به رابطه (۶-۳۴) منجر به افزایش توان طبیعی خط خواهد شد. غیریکنواختی در توزیع شدت میدان الکتریکی در سطح خارجی هادیها، از سه پدیده زیر نتیجه میگردد (قبلاً تنها به عنوان معرفی شده بود. در اینجا این بحث به صورت کامل ارائه میشود:
(۶-۳۷)
که ضریب غیریکنواختی در توزیع بار در باندل فازها میباشد که به علت نامساوی بودن خاصیت خازنی سه فاز با یکدیگر نتیجه میگردد. ظرفیت خازنی هر یک از فازها شامل ظرفیت خازنی با فازهای مجاور و با زمین میباشد. در نصب افقی ظرفیت خازنی سه فاز به زمین یکی بوده اما بهرحال ظرفیت خازنی بین فازها در فاز وسط به علت متأثر بودن از دو فاز مجاور بیشتر از دو فاز کناری خواهد شد. در نصب قائم ظرفیت خازنی فازها نسبت به زمین متفاوت بوده و در این حالت نیز از نظر ظرفیت خازنی بین فازها، ظرفیت در فاز وسط بیشتر از دو فاز بالایی و پایینی خواهد بود. در خطوط ولتاژ بالا و با تعداد زیاد زیرهادیها، نصب افقی هادیهای فاز متداولتر بوده و نصب قائم مقرون به صرفه نمیباشد.
ضریب غیریکنواختی مربوط به تأثیر زیر هادیها در هر باندل روی هم میباشد که این ضریب برای یک آرایش دایره متقارن با توجه به رابطه (۶-۲۸) محاسبه میشود. با افزایش شعاع دایره باندل ضریب فوق تقلیل مییابد (که البته با این مفهوم فیزیکی که در این حالت تأثیر زیرهادیها بر هم کاهش مییابد در تطابق است) و در صوتیکه ، این ضریب برابر یک خواهد شد. البته باید توجه نمود که چنانچه فاصله بین زیرهادیها از حدی فراتر رود، عملاً توزیع بار در یک زیرهادی از زیرهادیهای دیگر متأثر نشده و افزایش بیشتر شعاع باندل برای کاهش ضریب مذکور کمرنگتر خواهد شد.
ضریب غیریکنواختی ناشی از توزیع بارها در باندلهای مجاور میباشد. برای کاهش این ضریب در خطوط مدرن زیرهادیها در باندل در فواصل یکسان از یکدیگر در روی دایره نصب نشده (دایره غیرمتقارن) نمیشوند بدین نحو که به سمت داخل مثلث حاصل از دسته هادی سه فاز، به یکدیگر نزدیک و به سمت خارج مثلث از یکدیگر دور شده و فاصله آنها فزونی مییابد.
برای کاهش با سه پدیده مذکور در خطوط مدرن راهکارهای زیر پیشنهاد شده است.
برای محاسبه ضریب ؛ باید توجه نمود که ظرفیت خازنی هر فاز متشکل از ظرفیت خازنی بین فازها و ظرفیت خازنی فازها نسبت به زمین میباشد. در صورت نصب افقی هادیهای فاز البته ظرفیت خازنی فازها نسبت به زمین با هم برابر بوده اما ظرفیت خازنی بین فازها در فاز وسط بیشتر از فازهای کناری خواهد بود. با افزایش ارتفاع فاز وسط نسبت به فازهای کناری ظرفیت خازنی فاز وسط کاهش یافته و به این ترتیب افزایش ظرفیت خازنی بین فازی برای این فاز جبران میگردد. شکل (۶-۱) نصب باندلهای سه فاز (با شعاع دایره باندل برابر) و ارتفاع بیشتر فاز وسط از زمین را نشان میدهد که در آن اختلاف ارتفاع این فاز نسبت به فازهای کناری با نشان داده شده است. ضریب غیریکنواختی را میتوان با رابطه (۶-۳۸) نشان داد :
(۶-۳۸)
که ظرفیت خازنی ماکزیمم و ظرفیت خازنی میانگین میباشد. اگر ظرفیتهای خازنی سه فاز برابر باشند، ضریب مذکور برابر یک خواهد شد. در این رابطه با توجه به شکل (۶-۱) خواهیم داشت :
(۶-۳۹)
با توجه به رابطه (۶-۳۹) و شکل (۶-۱)، با افزایش فاصله دو فاز کناری از یکدیگر کاهش خواهد یافت و از نظر عایقی این فاصله میتواند تا حد فاصله عایقی مجاز فاز-فاز برای دو فاز ۱-۲ و ۲-۳ کاهش یابد. در این صورت دسته هادیهای فاز تشکیل یک مثلث متساوی الاضلاع را خواهند داد و در این حالت حداکثر مقدار را خواهد داشت به نحوی که .
با برابر قرار دادن ظرفیت خازنی فاز وسط با ظرفیت خازنی فازهای کناری با توجه به روابط (۶-۵) و (۶-۶) خواهیم داشت :
(۶-۴۰)
که ضرایب ، ضرایب پتانسیل میباشند و برابرند با :
(۶-۴۱)
(۶-۴۲)
(۶-۴۳)
با جایگذاری روابط (۶-۴۱) تا (۶-۴۳) در (۶-۴۰) منحنی تغییرات ‌ (نسبت ارتفاع فاز وسط از سطح زمین به مقدار نظیر برای فازهای کناری) مطابق شکل (۶-۳) بر حسب بدست میآید (توجه داریم که در محاسبات فوق ).
شکل (۶-۳): منحنی تغییرات برحسب در حالت
برای محاسبه ضریب با توجه به شکل (۶-۴) آرایش سه فاز را میتوان را شبیه وضعیت قرارگرفتن زیرهادیها در دایره باندل فرض نمود و از همان رابطه (۶-۲۸) که مربوط به میباشد، استفاده نمود، و البته با رعایت ملاحظات زیر :

• به جای شعاع زیر هادی ( ) شعاع معادل باندل ( ) و به جای شعاع دایره باندل ( ) شعاع با توجه به رابطه (۲-۴۱) (که با توجه به شکل (۶-۴) قابل استخراج است) باید استفاده شود.

(۶-۴۴)

• به جای تعداد زیرهادیها در باندل ( )،‌تعداد فازها برابر قرار داده میشود.

• چون در هنگامیکه بار هادی یک فاز حداکثر میشود، بار دو فاز دیگر با علامت مخالف و نصف آن فاز میباشند، لذا جمله دوم رابطه (۶-۲۸) در ۵/۰ ضرب خواهد شد.

شکل (۶-۴): محاسبه ضریب غیریکنواختی ناشی از دستههادیهای سه فاز
با احتساب موارد مذکور، ضریب برابر خواهد شد با :
(۶-۴۵)