بررسی نوسانات گالوپينگ در خطوط هوایی انتقال انرژی؛ مدلسازی، محاسبه نقطه تعادل و ارائه مدل الكتريکی

بررسی نوسانات گالوپينگ در خطوط هوایی انتقال انرژی؛ مدلسازی، محاسبه نقطه تعادل و ارائه مدل الكتريکی

چکیده :

یکی از پارامترهای بسيار مهم در طراحی خطوط هوايی انتقال انرژی، نوسان هادی ها می باشد كه نقش اصلی در تعيين فواصل فازی دارد. يكي از انواع نوسانات هادی در يك اسپن، نوسان گالوپينگ می باشد كه هر ساله ضررهای اقتصادی شديدی را متوجه شركت های برق منطقه ای كرده است.

 

در اين مقاله مدل ديناميكی برای هادی های منفرد خطوط هوايی انتقال نيرو كه دارای نوسان گالوپينگ عمودی هستند، ارائه گرديده و با توجه به معادلات ديفرانسيل حاكم بر آن، اين مدل به رو شهای مختلف بر روی اسپن نمونه، جهت تخمين ميزان دامنه گالوپ، شبيه سازی شده است. همچنين با استفاده از تئوری های كنترل و تقريب های رياضی، مدل جديدی بر اساس پارامتر های الكتريكی، ارائه شده است. در ضمن با استفاده از دانش كنترل غير خطی، نقطه تعادل سيستم محاسبه شده و تاثير ميزان ميرايی دمپر در كاهش دامنه اين نوع نوسان ارزيابی می گردد.

مقدمه:

يکی از پارامترهای مهم مكانيکی كه نقش اساسی در تعيين حد مجاز فاصله فاز تا فاز و يا فاز با زمين دارد نوسانات هادی ها است. اين نوسانات در سه دسته آئولين، گالوپينگ و نوسانات هادی های فرعی ( یا به نوعی نوسان swing)    طبقه بندی می شوند. آئولين دارای فركانس بالا  5) تا 100 هرتز (و دامنه كم (در حدود چند سانتی متر) و گالوپينگ دارای فرکانس کم (0/1 تا 0/3 هرتز) و دامنه بالا ( در حدود فلش اسپن) می باشد. همچنین نوسان هادی های فرعی كه اكثراً در خطوط باندل رخ می دهد، وقتی است كه يك هادی در گرداب های باد خور هادی ديگر قرار گرفته كه اين حفاظ آيروديناميكی، نيروهايی كه منجر به حركت هادی می شود را باعث می گردد. ( نوسان swing نيز با اين مكانيزم، باعث حركت افقی هادی می شود.)

 با توجه به موارد فوق، گالوپينگ به علل گوناگون به وقوع می پيوندد. به عبارتي ديگر، گالوپينگ در اثر ريزش يخ از روی سطح هادی، وزش بادهایی با سرعت بيش از 7 متربرثانيه و يا هر دو عامل می تواند اتفاق بيافتد و حركت به سمت بالا و پائين هادی را موجب شود. اين پديده(گالوپینگ) می تواند مشكلات زيادی را برای خطوط هوايی انتقال نيرو، بخصوص در نواحی كوهستانی و باد خيز ايجادكند. برخی از خطوط انتقال در نواحی كوهستانی، به علت گالوپينگ در برخی از اسپن ها قطع می شوند. وقوع اين نوسان، افزايش فلش اسپن و برخورد هاد ی های فاز با يكديگر يا با سيم محافظ (بخصوص در جا یگذاری عمودی هادی ها) را در بر خواهد داشت.

 

نتیجه گیری:

در اين مقاله، با توجه به مدل متمركز سطح مقطع هادی و استخراج معادلات ديفرانسيل حاكم بر حركت گالوپينگ هادی كه از دسته معادلات غيرخطی هستند، شبيه سازی های مستقيم انجام و بر روی نمونه مفروض، پياده سازی  و بررسی گرديد. بدين ترتيب كه با باد 10 متربرثانيه، ميزان دامنه نوسان گالوپينگ در مد اول به 2/4 متر و فرکانس آن به 0/259 هرتز رسید كه اين ميزان به مشاهدات ميدانی (حدود 2/44 متر) نزدیک است. نكته قابل توجه در اين شبيه سازی اين است كه افزايش سرعت باد، افزايش دامنه گالوپينگ را به همراه خواهد داشت. ضمنا دامنه مد سوم به مراتب كمتر از مد اول است و فركانس سه حلقه، سه برابر سريعتر از تك حلقه رشد م يكند. روش ديگر شبيه سازی شده در اين مقاله، روش كنترلي تابع توصيفي است. اين روش كه جهت تخمين حداكثر دامنه جهش گالوپينگ استفاده شده، بر روی اسپن نمونه شبيه سازی گرديده و مقدار دامنه ای  در حدود 2/27 متر را نتیجه داده است که در قیاس با مشاهده میدانی، دقت مناسبی را از خود نشان داده است. از طرفی یک مدار معادل الكتريكی نيز برای نوسان گالوپينگ ارائه گرديد كه با شبيه سازی آن، با توجه به اطلاعات اسپن نمونه، دامنه گالوپينگ 2/4 متر مقدار به مشاهدات ميدانی نزديك و با پاسخ حاصله از شبیه سازی مستقيم عينيت دارد، كه نشان از دقت خوب هر يك از حالات انجام شده است.

  • ۱۳۹۴/۱۰/۱۵
  • 0
avatars
نویسنده : تیم تولید محتوای ایکهربا

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

محصولات مرتبط

مطالب مرتبط