ارزيابي و پيش‌بيني اثرات اضافه ولتاژهاي ناشي از صاعقه بر روي شبكه‌هاي توزيع پيچيده با مدل‌سازي فركانس بالا اجزاي آن

Evaluation and Prediction of Over-Voltages Effects Caused by Direct/Indirect Lightning Stroke on Complex Power Distribution Networks Using High Frequency Modeling of the Components

در اين مقاله با مدل‌سازي رفتار گذراي تمامي اجزاي شبكه توزيع، اضافه ولتاژهاي ناشي از برخورد مستقيم و غيرمستقيم صاعقه پيش‌بيني‌شده‌ است. تأثير پارامترهايي چون مقدار پيك جرياني صاعقه، سيستم زمين با در نظر گرفتن مدل‌هاي فركانس بالاي آن و پديده غيرخطي يونيزاسيون خاك، مدل بارهاي مختلف، مقاومت ويژه خاك موردبررسي قرارگرفته است. همچنين تأثير ساختمان‌هاي بلند مجاور خطوط توزيع شهري و نقش آن در حذف برخي از برق‌گيرها، تأثير استفاده از سيم گارد در مناطق صاعقه خيز و اﺳـﺘﻔﺎده از ﻛﺎﺑـﻞ در ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل ﺧـﻂ ﻫـﻮاﻳﻲ ﺑـﻪ ﺗﺮاﻧـﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر به‌موجب كاهش اضافه ولتاژها مورد ارزيابي قرارگرفته است. يك الگوريتم پيشنهادي مناسب با لحاظ كردن پارامترهاي مؤثر بر اضافه ولتاژهاي ناشي از صاعقه براي ارزيابي اثرات اين اضافه ولتاژها در شبكه توزيع ارائه شده است. نتايج اين پژوهش مي‌تواند در انتخاب سطح عايقي مناسب تجهيزات شبكه توزيع، ارزيابي اقتصادي طراحي شبكه و بررسي حذف و اضافه نمودن برق‌گيرها مورد استفاده قرار گيرد.

In this paper by transient behavior modeling of all components in the distribution network, the overvoltages caused by direct and indirect of lightning strokes has been predicted. The influence of different parameters have been studied such as lightning current maximum, grounding system with considering its high frequency models and nonlinear phenomenon of soil ionization, the different load models and soil resistivity. Also the effects of different conditions have been evaluated such as the adjacent buildings in urban distribution lines and its role to remove some of surge arresters, use of shielding wire in some areas with high density of lightning, use of cables at the junction of overhead line transformer to reduce the over-voltages. An appropriate algorithm is proposed by considering the parameters affecting lightning overvoltages to evaluate the effects of these overvoltages on the distribution network. The results of this study can be used in choose of the appropriate insulation level for distribution network equipment, economic evaluation in network design and removal and addition of surge arresters.