دفاعیه آقای امید همائی

عملکرد موفق کلیدهای قدرت در بهره برداری و محافظت از سیستم قدرت نقش حیاتی دارد و طراحی مناسب و بهبود عملکرد آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشد. لذا مدلسازی دقیق و بررسی روش های ممکن برای بهبود عملکرد کلیدهای گازی تکفشاره به عنوان هدف اصلی این رساله انتخاب شده است. رژیمهای حرارتی و دیالکتریکی عملکرد مدارشکن در حین باز شدن مطالعه شده اند. یکی از پدیده های کمتر مطالعه شده در کلیدهای گازی در حین بسته شدن، پدیده پیش قوس میباشد. از این رو بررسی و مطالعه این پدیده اهمیت زیادی دارد. به منظور مطالعه دقیق این پدیده، قوس ایجاد شده در کلید قدرت با استفاده از یک مدل فیزیکی چندگانه در حوزه زمان شبیه سازی شده است. در مدل فیزیکی چندگانه توسعه داده شده، از معادلات ناویر استوکس برای مدلسازی رفتار دینامیک گاز SF۶، معادلات اغتشاش استاندارد به منظور مدلسازی اغتشاش ایجاد شده، از معادله انتقال حرارت در سیالات به منظور محاسبه دمای گاز SF۶، از معادلات ماکسول برای مدلسازی میدانهای الکترومغناطیسی، و از معادلات حالت گاز به منظور درنظر گرفتن وابستگی بسیار شدید مشخصات گاز SF۶ به دما استفاده شده است. همچنین در این رساله به منظور در نظر گرفتن اثرات متقابل سیستم قدرت و قوس ایجاد شده بین کنتاکتهای مدارشکن، معادلات الکترومغناطیسی هیدرودینامیکی (MHD) به طور همزمان با معادلات حاکم بر سیستم قدرت تحلیل شده اند. مطالعه عددی با استفاده از روش المان محدود بر روی یک مدارشکن گازی تکفشاره نوع پافر با ولتاژ نامی ۵/۷۲ کیلوولت انجام شده است. به منظور بررسی تاثیر متقابل پارامترهای مدار الکتریکی و پلاسمای ایجاد شده، مطالعات عددی برای مقادیر مختلف مقاومت و اندوکتانس موجود در مسیر جریان قوس انجام شده است. در ادامه به منظور بررسی تاثیر و میزان اهمیت شکل کنتاکت های قوس در وقوع پدیده پیشقوس در کلیدهای گازی SF۶، سه نوع کنتاکت متفاوت از جنبه های مختلف فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته اند. از انجایی که تغییر اندازه شیر پرکننده مجدد میتواند مسیر حرکت گاز SF۶ داخل مدار شکن در حال بسته شدن را تغییر دهد، لذا تعمیق درک صحیح تاثیر آن بر عملکرد مدارشکن میتواند سبب بهبود طراحی مدارشکن شود. لذا در ادامه به بررسی تاثیر ابعاد شیر پرکننده مجدد بر وقوع پدیده پیشقوس در حین بسته شدن مدارشکنهای گازی تک فشاره نوع پافر پرداخته شده است. نتایج مطالعات عددی نشان دهنده تاثیر چشمگیر قطر شیر پرکننده مجدد بر لحظه وقوع پیشقوس می باشد.