ارزیابی طراحی لرزه ای تجهیزات پست برق

تاسیسات شبکه برق بدلیل مصرف گسترده انرژی الکتریکی در صنایع مختلف در زمره شریانهای حیاتی مهم قرار دارند و باید در برابر حوادث غیر مترقبه بخصوص زلزله از مقاومت و ایمنی کافی برخوردار باشند. بطور کلی ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای از دو دیدگاه کمی و کیفی صورت می گیرد که در هر سه بخش شبکه برق از جمله تولید، انتقال و توزیع قابل بحث میباشد. پستهای توزیع اجزائی بحرانی در سیستم برق هستند. عملکرد پستهای برق در طول زلزله های گذشته چندان رضایت بخش نبوده و بسیاری از اجزاء کلیدی در معرض صدمات قابل توجهی بوده اند. محققان بررسی هایی در خصوص ارزیابی لرزه ای ، تشخیص صدمات وارده به برخی اجزاء، و ارائه راهکارهایی بمنظور بهبود عملکرد این تجهیزات داشته اند. با توجه به اینکه برای ارزیابی های لرزه ای و انجام آنالیزهای لازم، نیاز به استفاده از تحریکات ورودی استاندارد با توجه به میزان خطر لرزه خیزی مناطق مختلف، امری اساسی بنظر می رسد. در ایران مطالعات مختلفی که برای طراحی، ارزیابی و مقاوم سازی لرزه ای تجهیزات پستهای برق صورت گرفته مبتنی بر طیف و رکوردهای کشورهای دیگر می باشد، که فاقد یک مبنای منطقی برای دلیل استفاده است. از طرفی با توجه به مشخصات دینامیکی متفاوت تجهیزات پستهای برق نمی توان از طیف استاندارد آیین نامه 2800 برای این تجهیزات استفاده کرد. از اینرو این تحقیق بمنظور ارائه تحریکات ورودی مناسب برای انجام آنالیزهای دینامیکی تجهیزات پستهای برق در ایران، با توجه به شرایط زمین و میزان لرزه خیزی محل نصب آنها، با تاکید اصلی بر چهار تجهیز یعنی: power transformer, current transformer, circuit breaker, disconnect switch می باشد. تحقیق در ابتدا با بررسی عملکرد و تعیین مودهای خرابی و آسیب پذیری تجهیزات پست در زلزله های گذشته آغاز میشود، سپس بررسی جزئی تری در خصوص عملکرد شبکه برق در پنج زلزله مهم در سالهای اخیر یعنی زلزله های : 2008 sichuan, 2009 laquila, 2010 haiti, 2010 chile, 2011 japan صورت می گیرد و در بخش نهایی با مطالعه بر روی روشهای طراحی لرزه ای مطرح شده در استانداردهای مطرح موجود(ieee 693-1997 و jeag 1999) برای این تجهیزات و همچنین جمع آوری رکوردهای شتاب زلزله های مهم گذشته در ایران با بزرگی بالای شش ریشتر در دو حوزه ی دور و نزدیک، اقدام به مدلسازی اجزاء محدودی تجهیزات مذکور گردیده و پس از انجام آنالیزهای مودال با استفاده از فرکانس طبیعی هر تجهیز مجموعه ای امواج سینوسی به عنوان موج تحریک ورودی برای هر یک ایجاد گردیده و تجهیزات را تحت اعمال پنجاه رکورد زلزله مذکور قرار داده و نتایج بحرانی ثبت می گردد تا نهایتا" با نتایج بدست آمده از آنالیزها تحت امواج سینوسی مقایسه شده و موج سینوسی ورودی مناسب برای هر تجهیز مشخص گردد. در بخش پایانی نیز منحنی های شکنندگی برای تجهیزات مذکور با تعریف سه حالت خرابی جزئی، شدید و کامل بر اساس بیشینه شتاب رکوردها (pga) رسم گردیده و بر اساس پارامترمحتوای فرکانسی نیز تفکیک گردیده است.