بررسی و شبیه‌سازی تأثیر انحراف زنجیره مقره بشقابی بر توزیع ولتاژ و میدان الکتریکی آن با استفاده از روش اجزاء محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول؛ استاد، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران

2 دانشجوی کارشناسی، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران

چکیده

شدت میدان الکتریکی از جمله عوامل تأثیرگذار بر تخلیه کرونا و عیب عایقی مقره­های فشارقوی می­باشد. لذا محاسبة پتانسیل و میدان الکتریکی مقره‌ها، از اهمیت زیادی در طراحی و توسعة خطوط انتقال برخوردار است. گاها به‌دلیل محدودیت­های اتصال زنجیره مقره، زنجیره مقره­ها با زاویه خاصی نسبت به خط عمود متصل می­شوند و وجود این انحراف می­تواند موجب تغییر در توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی زنجیره مقره شود. در این راستا، در این مقاله، تأثیر انحراف زنجیره مقره بر توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی زنجیره در سطح ولتاژ 230 کیلوولت بررسی و شبیه­سازی شده است. شبیه­سازی این نوع زنجیره مقره در محیط سه بعدی نرم­افزار COMSOL مبتنی‌بر روش اجزاء محدود انجام گردیده و تأثیر انحراف­های 15 و 30 درجه­ای بر توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی زنجیره مقره بشقابی، بازده زنجیره مقره و طول مؤثر آن بررسی شده است. نتایج حاصله از شبیه­سازی نشان­دهندة تأثیر بسزای انحراف زنجیره مقره بر توزیع میدان الکتریکی، توزیع پتانسیل الکتریکی و در نتیجه بازده و استقامت عایقی  زنجیره مقره بشقابی می­باشد.

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1]  J. Wang, Z. Peng, H. Wu, H. Deng, H. Liu, and Ch. Wang, “Electric field calculation and grading ring design for 330kV terminal tower with composite cross-arms,” IEEE International Conference on Dielectrics (ICD), 2016.
[2] T. Doshi, R. S. Gorur, and J. Hunt, “Electric field computation of composite line insulators up to 1200 kV AC,” IEEE Transanction on Dielectric and Electrical Insulation, vol. 18, pp. 861- 867, 2011.
[3] A. M. Gataullin, D. F. Gubaev, and R. R. Khusnutdinov, “Automation of high-voltage electrical equipment insulators diagnostics by partial discharges method,” International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, 2021.
[4] H. MeiHuaiyuan Jiang, J. Chen, F. Yin, L. Wang, and M. Farzaneh  “Detection of Internal Defects of Full‌Size Composite Insulators Based on Microwave Technique,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement vol. 1, pp. 1- 8, 2021.
[5]  A.  Chakri, R.  Khelif,  M. Benouaret,   and  X.  S. Yang, “New directional bat algorithm for continuous optimization problems,” Expert Systems with Applications (ESWA), vol. 69, pp. 159–175, 2017.
[6] L. Jin, J. Ai, S. Han, and G. Zhou, “Probabilitycalculation of pollution flashover on insulators and analysis of environmental factors,” IEEE Transactions on Power Delivery vol. 1, pp. 1–6, 2021.
[7] A. Ahmed Salem, and S. Mgammal Al-Ameri, “Pollution flashover under different contamination profiles on high voltage insulator: Numerical and Experiment Investigation,” IEEE Access vol. 9, pp. 37800–37812, 2021.
[8] A. J Thomas, I. C, and C. Chakradharreddy, “on the measurement of surface voltage of insulators and bushings,” IEEE Transactions on Power Delivery vol. 1, pp. 1–4, 2021.
[9] V.T Kontargyri, L. N PlatiI, F.Gonos, and I. A Stathopulos, “Measurement and simulation of the voltage distribution and the electric field on a glass insulator string,” Measurement vol. 41, pp. 471-480, 2008.
[10] M. Ramesh , and R. S. Gorur, “Stretched grid finite difference method for computation of electric field in composite insulators with defects,” Electric Power Systems Research vol. 19, pp.106-875, 2021.

[11] P. Hansen, W. Massey, and J. Chavez, “Numerical Calculation of Voltage Distribution in an Insulator String Comparison with Measurements,” IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 2006.
[12] S. Ilhan  and A. Ozdemi, “Corona ring optimization for V-insulator string on the point of RIV and AC flashover performance,” International Conference on High Voltage Engineering and Application, 2010.
[13] Q. Wang, J. Liao, H. Li, X. Wei, and Z. Peng, “ Voltage sharing characteristics of V-type suspension ceramic insulator strings for UHV AC substation,” 11th International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials (ICPADM), 2015.
[14] A. Phillips, A. Maxwell, C. Engelbrecht, and I. Gutman, “Electric Field Limits for the Design of Grading Rings for Composite Line Insulators,” IEEE Transaction on Power Delivery, vol. 30, pp. 1110- 1118, 2015.
[15] B. Mhamdi, M. Teguar, and A. Mekhaldi, “Optimal design of corona ring on HV composite insulator using PSO approach with dynamic population size,” IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 23, pp.1048–1057, 2016.
[16] Multiphysics, COMSOL “Introduction to COMSOL multiphysics,” COMSOL Multiphysics, 2018.
[17] E. Akbari, M. Mirzaie, M. B. Asadpoor, and A. Rahimnejad, “Effects of disc insulator type and corona ring on electric field and voltage distribution over 230-kv insulator string by numerical method,” Iranian Journal of Electrical and Electronic Engineering, vol. 9, pp. 58-66, 2013.
[18] M. S. Sanjari Nia, M. Altimania, P. Shamsi, and M. Ferdowsi, “Comprehensive Analysis for Electric Field and Potential for Polymeric and Ceramic Insulators,” American Journal of Electrical and Electronic Engineering, vol. 8, pp. 26-34, 2020.
دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 24
شماره پیاپی 24، دوفصلنامه بهار و تابستان
فروردین 1401
صفحه 91-97
  • تاریخ دریافت: 28 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 05 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش: 06 تیر 1400