چکیده:
محاسبه مقدار تلفات قدرت در خطوط انتقال نیرو گرچه ظاهراً بسهولت عملی است ولی عدم آگاهی از میزان دقیق مقاومت هادیها باعث می‌شود تا نتیجه محاسبه از مقدار واقعی دور باشد. درجه حرارت هادی که عامل اصلی تغییرات مقاومت و نتیجتاً تلفات قدرت می‌باشد بوسیله عوامل متغیری چون درجه حرارت محیط، تابش مستقیم خورشید و تلفات الکتریکی ایجاد می‌گردد که همین عوامل حتی با ثابت ماندن قدرت انتقالی در خطوط انتقال نیرو ممکن است مقدار تلفات قدرت را بیست تا سی درصد تغییر دهند.
در این مقاله برای درجه حرارت های معینی از محیط تاثیر جریان عبوری از هادیها در مقدار مقاومت بررسی و سر انجام رابطه جدیدی جهت محاسبه تلفات قدرت ارائه می‌گردد علاوه بر آن به روابط جدید و تقریبی زیر نیز اشاره می‌گردد.
تغییرات درجه حرارت هادی بر حسب جریان
رابطه درجه حرارت هادی و خورشید
رابطه تقریبی محاسبه ظرفیت حرارتی هادیها
رابطه ساده مقاومت AC و DC هادیها
شرح مقاله:
یکی از مسائل پیچیده‌ای که در محاسبات تلفات قدرت در خطوط انتقال نیرو وجود دارد مشخص نبودن مقدار دقیق مقاومت هادیها می‌باشد. دلیل عمده این پیچیدگی وابستگی مقاومت و نتیجتاً تلفات قدرت به درجه حرارت هادیها می‌باشد که یکی از عوامل مهم تغییر درجه حرارت هادی جریان الکتریکی عبوری از آن می‌باشد بعبارت دیگر مقاومت هادی تابعی است از جریان و مشخص نبودن این تابع باعث می‌شود در مطالعات پخش بار سیستم، محاسبه تلفات بدرستی انجام نگیرد. در این مقاله عوامل موثر در تغییرات مقاومت بررسی و سر انجام تابع تغییرات مقاومت و جریان ارائه می‌شود.
1 عوامل موثر در تغییرات مقاومت
مقاومت هادیها بطور مستقیم به درجه حرارت آن بستگی دارند و درجه حرارت هادی وقتی در حد معینی پایدار می‌باشد که حرارت رسیده به آن معادل حرارت دفع شده از آن باشد بطور اختصار به این عوامل اشاره می‌گردد.
11 عوامل تولید حرارت
111 درجه حرارت محیط: در صورتیکه عوامل حرارت زا دیگری هادی ها را گرم نکنند درجه حرارت هادی پس از مدتی به درجه حرارت محیط می‌رسد، از آنجا که درجه حرارت محیط در طول فصول سال در دامنه وسیعی تغییر می‌کند مقاومت هادیها نیز دچار تغییر می‌شوند بطوریکه این عامل باعث می‌شوند تا مقاومت هادیهای آلومینیوم فولاد تا بیست درصد کم یا زیاد گردد.
211 تابش مستقیم خورشید: تابش مستقیم خورشید بر هادیها عامل دیگری است که باعث ایجاد حرارت در هادیها و افزایش درجه حرارت آنها می‌گردد. میزان افزایش درجه حرارت بستگی به شرایط سطحی هادی، شرایط جغرافیائی محل و زمان و زاویه تابش خورشید دارد که بهر حال ممکن است درجه حرارت هادیها را تا 15 درجه گرم‌تر از محیط سازد. بطور کلی حرارت دریافتی از خورشید از رابطه (1) بدست می‌آید.
Ws انرژی دریافتی از خورشید
K ضریب ثابت متناسب با ارتفاع محل (در سطح دریا k = 1 می‌باشد)
E ضریب جذب هادی، در خطوط کهنه E = 0.9 منظور می‌گردد.
S سطح آفتاب خور هادی، اینچ مربع
QS کل انرژی وارده بر یک اینچ مربع از هادی که مقدار ماکزیمم آن در شرایط ایران برابر Qs = 0.66 W/in2 می‌باشد.
311 تلفات الکتریکی: عبور جریان از هادیها باعث ایجا حرارت و گرم شدن آنها می‌گردد، افزایش درجه حرارت هادی تحت این عامل بستگی به مقدار جریان عبوری از آنها دارد معمولاً ماکزیمم جریان مجاز هادیها با توجه به حد مجاز درجه حرارت هادیها تعیین می‌گردد.
21 عوامل دفع حرارت
121 تلفات حرارت از طریق جابجائی: مقدار حرارتی که از طریق جابجائی از هادیها دفع می‌گردد از رابطه (2) بدست می‌آید.
در این رابطه:
Wc حرارت دفع شده از یک اینچ مربع هادی از طریق جابجائی، وات بر اینچ مربع
Tr افزایش درجه حرارت هادی نسبت به محیط به سانتیگراد
P فشار هوا، معمولاً در محاسبات یک اتمسفر منظور می‌گردد
V سرعت باد که معمولاً دو فوت بر ثانیه منظور می‌گردد
d قطر هادی به اینچ
221 تلفات حرارتی از طریق تشعشی: حرارت دفع نشده از طریق تشعشی (Radiation) از رابطه (3) بدست می‌آید.
Wr حرارت دفع شده از طریق تشعشی بقیه ضرائب مطابق تعاریف گذشته می‌باشد
31 تعادل حرارتی
با توجه به عوامل تولید و دفع حرارت درجه حرارت هادی پس از مدتی به حالت تعادل می‌رسد که در این حالت رابطه (4) برقرار است.
در این رابطه I جریان عبوری از هادی به آمپر و R مقاومت هادی در درجه حرارت هادی بر حسب اهم به اینچ می‌باشد.
2 بررسی تغییرات مقاومت هادی ها
برای بررسی چگونگی تغییرات مقاومت هادیها بر حسب جریان عبوری از آنها رابطه (4) مورد توجه قرار گیرد، بکمک این رابطه بر حسب مقادیر معینی از افزایش درجه حرارت هادیها جدول (1) برای چند هادی استاندارد کشور در شبکه‌های فشارقوی تنظیم می‌گردد.
(فرمول ها و جداول در فایل اصلی موجود است )