پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس

word
101
3 MB
32278
1393
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۰,۱۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس

    پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق-قدرت

    چکیده :

    سیستم زمین به مجموعه ای از هادیها با ساختارهای متفاوت اطلاق می شود که در خاک قرار داده می شوند تا حفاظت از تجهیزات، ایمنی انسان در برابر برق گرفتگی، جلوگیری از اضافه ولتاژهای ناخواسته و آسیب دیدن تجهیزات HV  را بر عهده بگیرد و از طرفی مبنا بودن برای ولتاژ صفر در پدیده های گذرا، مانند صاعقه و کلیدزنی بر عهده سیستم زمین است.

    اهمیت مقاومت زمین از آن جهت است که نقش مهمی در حفاظت از سیستم قدرت بر عهده دارد لذا مقدار آن را اندازه گیری می کنند تا از یک مقدار استاندارد مشخص در هر سیستمی تجاوز ننماید.

    در روشهای عملی فعلی با استفاده از شیوه های مرسوم مقدار امپدانس DC زمین که همان مقدار اهمی است اندازه گیری  و ثبت می شود  در حالی که جریان صاعقه با توجه به نوع شکل موج آن، شامل فرکانسهای مختلفی است که امپدانس متفاوتی از آنچه گفته شد از خود نشان می دهد و دانستن مقدار این امپدانس جهت حفاظت شبکه حائز اهمیت فراوان است.

    برای محاسبه امپدانس زمین روشهای مختلفی ارائه شده است که آخرین روشهای مذکور شامل روش مداری، خط انتقال و الکترومغناطیسی می باشد. در دو روش اول با استفاده از فرضهای ساده شونده و با تقریب، مسئله حل می شود در حالی که در روش الکترومغناطیسی با روش دقیق، محاسبه انجام می شود. لازم به ذکر است روشهای تحلیلی و حل مستقیم بسیار سخت و زمانبر بوده و روش های عددی نیز به به نوبه خود با مشکلات زیادی روبرو می باشند.

    در این پایان نامه رفتار سیستم زمین در حوزه فرکانس بررسی و با استفاده از یک شیوه فازی جدید مدلسازی شده است. بدین صورت که امپدانس سیستم زمین که در حوزه فرکانس در مختصات قطبی دارای یک حرکت دایروی می باشد با استفاده از تئوری فازی مدلسازی شده است. ضمن آنکه بدون استفاده از تقریب های نادرست و با استفاده از داده اولیه دقیق به دست آمده از روش الکترومغناطیسی، اثر پارامترهای مختلف مانند شعاع میله زمین و مقاومت ویژه زمین نیز لحاظ شده است. همچنین با حفظ دقت زمان شبیه سازی نیز کاهش یافته و با استفاده از قابلیت های منطق فازی تحلیل ها و تفسیرهای مهمی نیز از پارامترهای موثر بدست آمده است.

    1-فصل اول: مقدمه

    سیستم زمین به مجموعه ای از هادیها با ساختارهای متفاوت اطلاق می شود که در خاک قرار داده می شوند تا اهداف زیر را برآورده سازند:

    حفاظت از تجهیزات با میرا نمودن خطا

    ایمنی انسان در برابر برق گرفتگی

    جلوگیری از اضافه ولتاژهای ناخواسته و آسیب دیدن تجهیزات HV

    مبنا بودن برای ولتاژ صفر

    انواع سیستمهای زمین   به کار رفته در شبکه های الکتریکی به شکل الکترود صفحه ای، الکترود میله ای، مش و چاه زمین هستند.

    یکی از متداولترین سیستم های زمین، استفاده از میله رسانای عمودی(راد) جهت اتصال زمین است؛ در این نوع سیستم زمین پارامترهای مختلفی بر رفتار دینامیکی آن دخیل هستند. این پارامترها عبارتند از رسانایی زمین، پرمابیلیته زمین، یونیزاسیون خاک، جنس و شعاع هادی های مدفون در زمین و ... .

    در مورد اثر پارامترهای مختلف زمین بر رفتار سیستم ارتینگ[1] و درنتیجه اضافه ولتاژ صاعقه بطور خلاصه می توان گفت که از بین رسانایی و پرمابیلیته[2]، رسانایی زمین بیشترین اثر را بر پاسخ گذرای هادی لخت مدفون در زمین دارد. و اثر افزایش مقاومت زمین بر سیستم ارتینگ در نهایت موجب افزایش اضافه ولتاژ صاعقه خواهد شد.

    تا امروز مطالعات حالتهای گذرای شبکه های قدرت اعم از پستها، نیروگاهها و خطوط انتقال و توزیع بدون در نظرگرفتن رفتار دقیق شبکه های زمین انجام شده است. هر چند راهکارهایی برای در نظر گرفتن اثر شبکه های زمین درمطالعات حالتهای گذرا ارایه شده است، اما این راهکارها تقریبی و دارای محدودیتهای فراوان است.  این محدودیتها به گونه ایست که هنوز مدلی برای شبکه های زمین در نرم افزارهای تحلیل گذرای شبکه های قدرت ارائه نشده است. این در حالیست که رفتار دقیق شبکه های زمین نیازمند مدلسازی این شبکه ها در حوزه فرکانس است که خود محدودیتی مضاعف در تحلیل حوزه زمان حالتهای گذراست. [1]

    یکی از موارد مهم حالتهای گذرا صاعقه می باشد. بمنظور ارزیابی مناسب اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه، فهم مناسب میدان الکترومغناطیسی در طول مسیر موج صاعقه مورد نیاز می باشد. [2] یکی از مهمترین بخشها در مسیر موج صاعقه، سیستم زمین می باشد و از این رو است که اندازه گیری یا محاسبه امپدانس زمین حائز اهمیت فراوان می باشد. از طرف دیگر روش های مختلفی برای حل این نوع مسائل الکترومغناطیسی وجود دارند. روابط ماکسول به عنوان مدل اصلی و قانون کلی حاکم بر مسائل الکترومغناطیس بوده و بسیاری دیگر از روش ها از این روابط شروع شده و یا از آنها استخراج شده اند. به عنوان مثال به موازات روشهای متداول حل مسائل الکترومغناطیسی، روشهای عددی نیز به عنوان ابزاری ارزشمند در حل اینگونه مسائل مورد توجه قرار گرفته و در سال های اخیر توسعه یافته و کاربردهای گسترده ای نیز پیدا کرده اند. فلوچارت پیش رو نمایشی ساده از روشهای حل مسائل الکترومغناطیسی کلاسیک را نشان می دهد: [3]

    Abstract:

    The set of conductors with various configurations those are used to protect the station and human from electrical shocks and prevent the undesirable over voltages on the station, are called grounding system  that is base for zero voltage in the transient phenomena like switching and lightning.

    Nowadays the practical method is to meager and record the resistance or ohmic impedance of grounding system that differs from the original impedance of it because of various frequency contents of lightening‘s current and the value of grounding impedance is very important in the network protection.

    More approaches are proposed to calculate the earthing impedance. The last of them are: circuit approach, transmission line approach and electromagnetic approach.in the circuit and transmission line approaches by using of simplifying assumptions  can solve the problem but calculations  in the electromagnetic approach is done by accurate method. And analytical and also numerical solutions have many limitations.

    In this thesis, the behavior of grounding system in frequency domain has been modeled. It means that without any assumption and with accurate input data, by using the fuzzy inference method the input impedance of vertical and horizontal rod in frequency domain- which has circular movement in polar plane-has been modeled. And also some interpretation about the effects of some important parameters have been extracted by means of fuzzy method. Simulation time is considerably reduced and great accurate is achieved.

    Beside the impedance, the induced voltage of lightening in the earthing electrodes have been examined too.

    At last it is shown that this method can easily model the same problems in engineering.

  • فهرست و منابع پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس

    فهرست:

    فهرست

    1-         فصل اول: مقدمه. 12

    1.1)        منطق فازی در مهندسی. 15

    1.2)        منطق فازی در حل عددی مسائل الکترومغناطیسی. 16

    1.3)        خلاصه. 17

    2-         فصل دوم: مروری بر پیشینه تحقیق. 18

    2.1)        خلاصه مطالعات انجام شده 18

    2.2)        پارامترهای تاثیرگذار صاعقه بر سیستم زمین. 20

    2.3)        مقادیر بکار رفته در توصیف عملکرد دینامیکی سیستم زمین. 23

    2.4)        مدل مداری. 25

    2.5)        مدل خط انتقال 28

    2.6)     مدل الکترومغناطیسی. 29

    2.7)        آثار یونیزاسیون غیر خطی خاک.. 31

    2.7.1)  مقاومت غیر خطی زمین. 31

    2.8)     روش تقریبی برای تحلیل همزمان حوزه زمان و فرکانس.. 32

    2.9)        مقایسه مدلهای مختلف در حوزه فرکانس.. 33

    2.10)   محاسبات در حوزه زمان. 37

    2.10.1)                                                                                           مشخصات شکل موجهای صاعقه. 37

    2.10.2)     محاسبه همزمان آثار وابسته به فرکانس و یونیزاسیون خاک.. 37

    2.11)   مقایسه مدلها در حوزه زمان. 40

    2.12)       فرمول سازی برای ضریب  ایمپالس.. 42

    2.13)       اعتبارسنجی محاسبات. 45

    2.14)       وابستگی پارامترهای زمین به فرکانس.. 48

    2.15)       اثر نوع صاعقه. 49

    2.16)       نتیجه گیری. 50

    2.17)   خلاصه. 51

    3-         فصل سوم: روش فازی به کار رفته در حل مسئله. 52

    3.1)        مقدمه. 52

    3.2)        مفاهیم تناوب، تلفات و مکان هندسی جزئی. 52

    3.3)        فاز جزئی. 56

    3.3.1)      توابع عضویت فضایی. 58

    3.3.2)      خلاصه. 60

    4-         فصل چهارم: استفاده از روش فازی معرفی شده در مدلسازی  سیستم زمین. 62

    4.1)        مقدمه. 62

    4.2)        مدل سیستم زمین در مجاورت صاعقه. 63

    4.3)        امپدانس ورودی سیستم زمین. 64

    4.3.1)      منطبق کردن دوایر 66

    4.3.2)      تشکیل توابع عضویت فازی برای مکان هندسی جزئی. 66

    4.3.3)      مکان هندسی جزئی. 68

    4.3.4)      منحنی فاز جزئی. 69

    4.3.5)      رسم خروجی. 70

    4.4)        امپدانس ورودی با تغییر شعاع میله زمین. 73

    4.5)        امپدانس ورودی با تغییر رسانایی زمین. 78

    4.6)        امپدانس زمین با تغییر همزمان مقاومت ویژه زمین  و شعاع میله زمین. 83

    4.7)        ولتاژ گذرای سیستم زمین. 91

    4.8)        محاسبه امپدانس زمین در میله افقی. 94

    4.9)        خلاصه. 98

    5-         فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات. 99

    5.1)        نتیجه گیری. 99

    5.1.1)      عدم نیاز به حل معادلات. 99

    5.1.2)      استخراج اطلاعات ثانویه از داده مبهم اولیه. 99

    5.1.3)      تشخیص رفتار سیستم. 100

    5.1.4)      پیش بینی اثرات تغییر پارامترها 100

    5.1.5)      قابل فهم بودن بوسیله انسان. 100

    5.1.6)      عدم استفاده از تقریب های نادرست.. 101

    5.1.7)      تحلیل سیستم های چند ورودی چند خروجی. 101

    5.2)        پیشنهادات. 101

    5.2.1)      در نظر گرفتن وابستگی پارامترهای زمین  به فرکانس.. 101

    5.2.2)      مدلسازی سایر سیستم های زمین. 102

    5.2.3)      تحلیل مسئله در حضور سایر بخشهای شبکه قدرت. 102

    5.2.4)      تحلیل حالت گذرای ناشی از کلیدزنی. 102

    5.2.5)      استفاده از این روش در سایر مسائل مهندسی. 102

     

    منبع:

    Abstract:

    The set of conductors with various configurations those are used to protect the station and human from electrical shocks and prevent the undesirable over voltages on the station, are called grounding system  that is base for zero voltage in the transient phenomena like switching and lightning.

    Nowadays the practical method is to meager and record the resistance or ohmic impedance of grounding system that differs from the original impedance of it because of various frequency contents of lightening‘s current and the value of grounding impedance is very important in the network protection.

    More approaches are proposed to calculate the earthing impedance. The last of them are: circuit approach, transmission line approach and electromagnetic approach.in the circuit and transmission line approaches by using of simplifying assumptions  can solve the problem but calculations  in the electromagnetic approach is done by accurate method. And analytical and also numerical solutions have many limitations.

    In this thesis, the behavior of grounding system in frequency domain has been modeled. It means that without any assumption and with accurate input data, by using the fuzzy inference method the input impedance of vertical and horizontal rod in frequency domain- which has circular movement in polar plane-has been modeled. And also some interpretation about the effects of some important parameters have been extracted by means of fuzzy method. Simulation time is considerably reduced and great accurate is achieved.

    Beside the impedance, the induced voltage of lightening in the earthing electrodes have been examined too.

    At last it is shown that this method can easily model the same problems in engineering.



تحقیق در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, مقاله در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, پروپوزال در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, تز دکترا در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, پروژه درباره پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, گزارش سمینار در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس, رساله دکترا در مورد پایان نامه مدلسازی فرکانس بالای سیستم زمین با استفاده از مفاهیم کیفی جدید در الکترومغناطیس

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس