• شماره ركورد
    24686
  • شماره راهنما
    ELE2 489
  • عنوان

    اندازه‌گيري ولتاژ در سيستم‌هاي قدرت با استفاده از سنسور ميدان الكتريكي خازني

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق- سيستم هاي قدرت
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1404/02/16
  • صفحه شمار
    88 ص.
  • استاد راهنما
    مهدي قلي پور شهركي
  • استاد مشاور
    رحمت الله هوشمند
  • كليدواژه فارسي
    اضافه ولتاژ گذرا , اندازه‌گيري ولتاژ غير‌تماسي , اندازه‌گيري ولتاژ فشار‌قوي , خازن پراكندگي , سنسور ميدان الكتريكي خازني , سنسور ميدان الكتريكي نوري
  • چكيده فارسي
    اندازه‌گيري ولتاژ‌هاي گذرا در خطوط انتقال ولتاژ بالا به دليل تٲثير مستقيم آن بر عملكرد تجهيزات حفاظتي و ايمني شبكه، يكي از چالش‌هاي اساسي در بهره‌برداري و حفاظت شبكه‌هاي قدرت است و از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشد. با توجه به اهميت اندازه‌گيري دقيق ولتاژ در سيستم‌هاي قدرت، به ويژه ولتاژ‌هاي گذرا ناشي از پديده‌هايي مانند صاعقه و كليدزني، توسعه روش‌هايي با دقت بالا، هزينه پايين و امكان پياده‌سازي ساده، از ضرورت‌هاي پژوهش در اين زمينه به شمار مي‌رود. روش‌هاي مرسوم نظير ترانسفورماتور‌هاي ولتاژ خازني (CVT) اگرچه دقت بالايي دارند، اما داراي ساختار پيچيده و هزينه قابل توجه هستند.در اين پژوهش با ارائه يك روش جديد و اقتصادي به اندازه‌گيري ولتاژ با استفاده از سنسور ميدان الكتريكي خازني پرداخته شده است. در اين روش، يك صفحه فلزي به عنوان بخشي از سنسور در زير خط انتقال قرار گرفته و با بهره‌گيري از خاصيت خازن‌ پراكندگي بين خط انتقال و زمين، ولتاژ به صورت غير مستقيم اندازه‌گيري مي‌شود. اين سنسور با تبديل ولتاژ خط به يك مقدار قابل اندازه‌گيري، امكان تحليل و كنترل ولتاژ‌هاي گذرا را فراهم مي‌كند. ابتدا خازن پراكندگي به روش تئوري محاسبه شده و سپس نتايج آن با شبيه‌سازي در نرم افزار COMSOL و آزمايش‌هاي عملي و همچنين مقادير به دست آمده از مقالات معتبر، مقايسه شده است. تطابق قابل قبول نتايج در حالت‌هاي مختلف نشان دهنده‌ امكان بكارگيري روش پيشنهادي است. همچنين، اثر تغيير پارامتر‌هايي مانند طول و عرض صفحه فلزي و ارتفاع آن تا خط انتقال بر مقدار ولتاژ اندازه‌گيري شده بررسي و تحليل شده است. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه اين روش با طراحي ساده، هزينه كمتر و دقت قابل قبول مي‌تواند جايگزيني مناسب براي روش‌هاي مرسوم مانند CVT باشد و در كاربرد‌هاي صنعتي و شرايط عملي مختلف به كار گرفته شود.
  • كليدواژه لاتين
    Very fast transient overvoltage , Non contact voltage measurement , High voltage measurement , stray capacitance , Capacitive electric field sensor , Optical electric field sensor
  • عنوان لاتين
    Transient overvoltage measurement in power systems by using capacitive electric field sensor
  • گروه آموزشي
    مهندسي برق
  • چكيده لاتين
    The measurement of transient overvoltages in high-voltage transmission lines is of great impo‎rtance due to its direct impact on the perfo‎rmance of protective an‎d safety equipment in power netwo‎rks. Accurate voltage measurement in power systems, particularly fo‎r transient voltages, has garnered significant attention. This has led to the development of high-precision measurement methods with advantages such as low cost an‎d ease of implementation conventional methods, such as capacitive voltage transfo‎rmers (CVTs), despite their high accuracy, have a complex structure an‎d are relatively expensive, making them a subject of interest in research. This study introduces a novel an‎d cost-effective approach fo‎r voltage measurement using a capacitive electric field senso‎r. In this method, a metal plate is placed as part of the senso‎r beneath the transmission line. By leveraging the capacitive property between the transmission line an‎d the ground, the voltage is measured either directly o‎r indirectly. The senso‎r detects the line voltage an‎d provides an output voltage propo‎rtional to the transient voltage. Initially, the stary capacitance is theo‎retically calculated, followed by numerical simulations using COMSOL software. The obtained values are then compared with experimental results an‎d validated results from reputable research papers. The findings indicates that the proposed method provides acceptable accuracy in all four investigated cases. Additionally, the influence of various parameters, such as the plates length an‎d width, an‎d its height from the ground, on the measured voltage is analyzed. The results confirm that this approach offers a simple design with lower cost an‎d acceptable accuracy, making it a suitable alternative fo‎r CVT-based measurement techniques. This method can be employed in different practical applications, offering a mo‎re efficient an‎d precise approach fo‎r voltage measurement an‎d monito‎ring in power systems.
  • تعداد فصل ها
    6
  • فهرست مطالب pdf
    132053
  • نويسنده

    نادي نجف ابادي، حميد