بخشی از مقاله
ارزیابی آسیب پذیري سازه ها و تجهیزات شبکه برق در مقابل زمین لرزه
”مطالعه موردي عملکرد سازهها و تجهیزات پست 230/400 کیلوولت تهرانپارس
در زلزله محتمل شهر تهران “
واژههاي کلیدي : زلزله،پستهاي فشار قوي،ساختمان کنترل،دژنکتور،ترانسهاي قدرت،جریان و ولتاژ
-1چکیده
تاسیسات شبکه برق بدلیل مصرف گسترده انرژي الکتریکی در صنایع مختلف، ارتباطات و مخابرات، کشاورزي، معادن و … در زمره شریانهاي حیاتی مهم قرار گرفته اند و باید در برابر حوادث غیرمترقبه خصوصاً زمین لرزه از مقاومت و ایمنی کافی برخوردار باشند زیرا تجربه زمین لرزه هاي گذشته نشان داده است که چنانچه پس از رویداد زلزله در یک منطقه آسیب دیدگی شبکه برق منجربه توقف عملیات امداد و نجات گردد صدمات و آسیبهاي وارده و میزان تلفات چندین برابر می شود. بطور کلی ارزیابی آسیب پذیري لرزه اي از دو دیدگاه کمی و کیفی صورت می پذیرد که در هر سه بخش شبکه برق از جمله تولید، انتقال و توزیع قابل بحث می باشد. در این مقاله ابتدا آسیب پذیري لرزه اي نیروگاهها و در ادامه پستها با توجه ویژه به پست تهرانپارس بررسی می گردد.
-2مقدمه
به طور کلی نیروگاهها بسته به نوع انرژي مصرفی به انواع زیر تقسیم می شوند:
-1 اتمی، -2 آبی، -3 بادي، -4 خورشیدي، -5 زمین گرمایی (1)، -6 گازي و -7 بخاري از میان موارد فوق نیروگاههاي اتمی و آبی ضوابط طرح لرزه اي بسیار کامل و دقیقی دارند و در طراحی آنها ملاحظات طرح لرزه اي در
نظر گرفته می شود. نیروگاههاي بادي، خورشیدي و زمین گرمایی نیز در ایران بسیار نادر می باشند و در شبکه برق اهمیت زیادي ندارند، لذا در این مقاله صرفاً نیروگاههاي گازي و بخاري مورد ارزیابی قرار می گیرند.
-3 ارزیابی آسیب پذیري کیفی نیروگاهها
-1-3 نیروگاههاي گازي
واحدهاي نیروگاه گازي یا بصورت ثابت نصب می شوند و یا می توانند روي ریل حرکت کنند. بطور کلی توربوژنراتورها ذاتاً صلب هستند و تاکنون هیچ گونه خرابی در زلزله براي آنها گزارش نشده است، البته احتمال خرابی در تکیه گاههاي توربین و عدم کفایت مهارها و بولتهاي اتصال توربین به فونداسیون بتنی و همچنین خرابیهاي سازه اي و غیر سازه اي وجود دارد که باید در ارزیابی مدنظر قرار گیرد.
-2-3 نیروگاههاي بخاري نیروگاههاي بخاري را به دو دسته نیروگاههاي مازوتی ( یا گازوئیلی) و زغال سنگی تقسیم مینماییم. معمولا یک نیروگاه زغال سنگی از
یک نیروگاه مازوتی به همان ظرفیت بسیار بزرگتر می باشد. نیروگاههاي زغال سنگی بدلیل وجود سیلوهاي سنگین زغال در بالاي سازه بویلر و هم چنین تسمه نقاله ها و تجهیزات انتقال زغال بسیار آسیب پذیر میباشند.سایر موارد ذیلا بررسی میشوند:
-1-2-3 توربینها توربینها در هنگام زمین لرزه آسیبهـاي متعددي می توانند ببینند که بطور عمده عبارتند از:
- خرابی یاتاقان توربین در اثر حرکات در امتداد محور توربین و خشک شدن سطح تماس
- خرابی پره هاي توربین در اثر حرکت طولی روتورو برخورد تیغه هاي متحرك به ثابت
- ضربه حاصل از برخورد فونداسیون توربین با کف سالن توربین که باعث خرد شدن بتن می شود
- قطع برق اضطراري و انجام عمل تریپ بدون حضور روغن که به یاتاقانها شدیداً صدمه می زند
- خارج شدن محور توربین از امتداد افقی و حالت تراز که باعث کاهش راندمان می شود
- نشست نامتقارن توربین و لوله هاي متصل به آن که بدلیل رفتار نامناسب خاك بستر رخ می دهد
-2-2-3 بویلر و سازه نگهدارنده آن خرابی براکتهاي داخلی بویلر و شکستگی آنها در زلزله هاي قبلی گزارش شده است. لوله ها و اتصالات فراوانی میان بویلر و سازه
نگهدارنده آن وجود دارند و طوري طراحی شده اند که در برابر حرکات ناشی از تغییر درجه حرارت بدون وجود قید یا مانعی می توانند آزادانه حرکت کنند ولیکن در برابر حرکت شدید زمین لرزه و تغییر مکانهاي جانبی زیاد آن سریعاً شکسته ، از بین می روند.
-3-2-3لوله هاوسیستمهاي سوخت رسانی معمولاً طول خطوط لوله در نیروگاهها زیاد می باشد و لذا به جهت تامین انعطاف پذیري کافی لازم است که در مسیر لوله خمهایی به شکل
U ایجاد شود تا حرکات لوله در امتداد محور خود را کنترل نماید و باعث خرابی اتصالات دو انتها نشود. در محل اتصال لوله هاي کوتاه و غیرانعطاف پذیر به لوله هاي بلندتر گسیختگی بسیار محتمل می باشد همچنین در نقاطی که لوله ها از داخل دیواره ها عبور می کنند بدلیل وجود حرکات نسبی، دیوار مانند یک گیوتین لوله را قطع می کند.
-4-2-3 تجهیزات برقی و مکانیکی این تجهیزات شامل موتورها، پمپها، کلیدها، پانلها و… می باشند. تجهیزات مکانیکی در زلزله ها رفتار بسیار مناسبی داشته اند مگر آنکه
دراتصالات آنها ضعفی وجود داشته باشد که باعث شود گسیختگی در همان نقطه رخ دهد. -5-2-3 مخازن ذخیره سوخت و مایعات
در نیروگاهها معمولاً انواع مختلف مخازن ذخیره مایعات مشاهده می گردد. مخازن با کف تخت که به میزان کافی و به طور مناسبی به پایه مهار نشده است می تواند در اثر حرکات گهواره اي ایجاد شده اتصالات صلب لوله هاي انتقال سوخت را شکسته و از بین ببرد. این حرکت گهواره اي همچنین باعث بروز پدیده کمانش پافیلی می شود. در این پدیده که بدلیل زنگ زدگی و خوردگی مخزن خیلی سریع باعث گسیختگی و سوراخ شدن محل اتصال و جوش دیواره به کف مخزن می گردد، تخلیه سریع محتویات سبب کاهش فشار داخلی و کمانش پوسته دیواره به سمت داخل می گردد.یکی از موارد مهم در رفتار لرزهاي مخازن اثر سختی نردبانهاي فلزي جوش شده به جداره مخزن می باشد. مخازن کوتاه که معمولاً صلب نیز هستند در هنگام زلزله روي بستر خود لغزیده و اتصالات و لوله ها کاملاً گسیخته می شوند و لذا باید مهارهاي کافی جهت اتصال مخزن به کف تعبیه شوند. در مخازن سوخت معمولاً گاز قابل اشتعالی زیر درپوش جمع می شود که با
حرکات مخزن و ایجاد جرقه بدلیل اصطکاك دیواره و درپوش متحرك آن سریعاً منفجر شده و آتش سوزي شروع میشود و لذا واشرهاي لاستیکی لازم در محلهاي اتصال باید تعبیه شوند. در نهایت اگر خاك زیر مخزن مستعد روانگرایی باشد نشستهاي زیاد می تواند باعث گسیختگی اتصالات و لوله ها شود.
-6-2-3 برج خنک کن برجهاي خنک کن معمولاً به دو صورت طبیعی (به شکل هیپربولیک) و یا مکانیکی (پنکه هاي خنک کننده آب) به کارمی روند. تاکنون
گزارشی در مورد خرابی برجهاي خنک کن طبیعی ثبت نشده است ولیکن در نوع دیگر بدلیل زنگ زدگی، خوردگی اعضا و وجود قطعات متحرك امکان آسیب پذیري وجود دارد.
-7-2-3 خرابیهاي غیر سازه اي در اجزاء ساختمانها و خرابیهاي سازه اي در یک نیروگاه عمدتاً سازه هاي ساختمانی با کاربریهاي متفاوتی وجود دارد که عبارتند از ساختمان کنترل، ساختمان توربین، ساختمانهاي
انبار، کانتین، تلمبه خانه، اطفاء حریق و مدیریت نیروگاه که در تمام این موارد خرابیهاي سازه اي و غیر سازه اي محتمل می باشد. در بررسی خرابیهاي غیر سازه اي سقوط سقفهاي کاذب معلق و آسیب دیدن کامپیوترها و تجهیزات زیر آنها، واژگونی قفسه ها خصوصاً در انبار و کتابخانه ها، واژگونی مانیتورها و قطع سیمها، ترکهاي قطري در تیغه ها و در بعضی موارد خرابی کامل آنها، شکستن شیشه هاو … از موارد قابل توجه میباشند.
در اکثر موارد ساختمانهاي کنترل از مصالح بنایی بدون ملاحظات طرح لرزه اي ساخته می شوند که در زلزله بسیار آسیب پذیر می باشند.در سالنهاي توربین نیز معمولاً یکی از دیواره ها که جهت مقابل بویلر می باشد آزاد و بدون مهار با ارتفاع نسبتاً زیاد اجرا می گردد که در هنگام زلزله این دیوار به راحتی در امتداد عمود بر صفحه خود حرکت کرده و یا بصورت پرتاب عرضی از صفحه خود خارج می شود.
همچنین این دیوار معمولاً تکیه گاه یکی از ریلهاي جرثقیل سقفی می باشد.
-4ارزیابی آسیب پذیري پست تهرانپارس
پست تهرانپارس در انتهاي شرقی تهران و در ابتداي جاده دماوند واقع شده است.این پست به جهت تغذیه قسمت اعظم نیاز شهر تهران و همچنین خروجیهاي مهمی که از آن گرفته شده است از اهمیت بسیار بالایی در شبکه برخوردار است لذا با توجه به شرایط لرزه خیزي شهر تهران مطالعه و کنترل وضعیت سازهها و تجهیزات آن و بررسی رفتار آنها در حین زلزله ضروري به نظر میرسید.در این راستا مطالعات در سه مرحله عمده جمع آوري اطلاعات لازم ،تعیین زلزله محتمل ساختگاه و پارامترهاي مورد نظر و ارزیابی سازه ها و تجهیزات به انجام رسید که ذیلا نتایج بدست آمده ارائه میگردد.
-5جمع آوري اطلاعات لازم
در این مرحله طی یک سري مطالعات کتابخانه اي گسترده اثرات زلزله بر روي تجهیزات و سازه هاي پستها بر اساس مشاهدات خرابیها در زلزلههاي گذشته در ایران و سایر نقاط دنیا بررسی و دسته بندي گردیدند. این مطالعات جامع راهگشاي مراحل بعدي کار بوده است بطوریکه در ارزیابی کیفی تجهیزات در مرحله سوم بسیار مفید بود.
در قسمت دیگر این مرحله اطلاعات اسناد و مدارك فنی ، دفترچه هاي محاسباتی ، گزارشهاي زمان ساخت ، نقشه هاي سازه ها و تجهیزات جمع آوري ، بررسی و مطالعه شدند و اطلاعات لازم براي مراحل بعدي استخراج گردیدند.
-6تحلیل خطر زمینلرزه در ساختگاه پست
در این مرحله بر اساس اطلاعات بدست آمده و جمع آوري شده در مرحله اول ، تحلیل خطر زمینلرزه صورت گرفت و شتابهاي زمین در زلزله هاي با دوره بازگشتهاي تعریف شده محاسبه گردید. بدین ترتیب که ابتدا ویژگیهاي لرزه خیزي شهر تهران بررسی و مطالعه شد. در این بررسی فهرست زمینلرزهها در گستره شعاعی 200 کیلومتر جمع آوري گردیده و با فرض تبعیت از فرایندهاي پواسونی پردازش شدند و سپس با استفاده از روشهاي کیکو-سلوول پارامترهاي لرزه خیزي ، دوره بازگشت و احتمال عدم رویداد زمینلرز هها بر حسب بزرگاي آنها
محاسبه گردید. جهت برآورد بیشینه پارامترهاي جنبش نیرومند زمین در ساختگاه از دو روش متعین و احتمالاتی استفاده شد و پارامترمورد نظر حداکثر شتاب زمین انتخاب گردید. لازم به ذکر است که در این مطالعه پس از بررسی مدلها و روابط کاهندگی موجود از روابط جدید که با شرایط ساختگاه مطابقت دارند استفاده گردید همچنین به کمک تکنیک درخت منطقی نتایج روابط مختلف با وزنهاي در نظر گرفته شده میانگین گیري شدند.در انتها نیز طیف طرح ارائه و ضمنا اثرات ثانویه زمینلرزه نیز بررسی گردید.
-1-6نتایج تحلیل خطر زمینلرزه به روش متعین عموما روش متعین داراي چهار مرحله اصلی می باشد:شناسایی چشمه هاي لرزه زا ،تعیین زلزله تعیین کننده براي هر چشمه ،انتخاب نوع
رابطه جنبش نیرومند زمین مورد استفاده و محاسبه پارامتر جنبش نیرومند زمین براي طراحی که در این مطالعه مد نظر بوده اند.
در جدول-1 چشمه هاي لرزه زا ، نوع آن و حداکثر بزرگاي منتسب به آن ارائه شده است.در جدول-2 نیز نتایج حاصل از آنالیز متعین ارائه شده است. همانطوري که در این جدول مشاهده میشود راندگی شمال تهران با ایجاد شتاب افقی 0.461(g) و شتاب قائم 0.324(g)
حداکثر مقادیر را دارا می باشد. -2-6نتایج تحلیل خطر به روش احتمالاتی
در این بخش بر پایه چشمههاي لرزهزا که مدل شدهاند و با اسـتفاده از پارامترهـاي لـرزه خیـزي بدسـت آمـده بـه کمـک برنامـه کـامپیوتري SEISRISKIII بیشینه شتاب افقی و قائم زمین در ساختگاه موردنظر برآورد شده است. از جمله ویژگیهاي بـارز ایـن نـرمافـزار، احتـساب عدم تعیین مرزهاي چشمههاي لرزهزا میباشد.در آنالیز خطر زمینلرزه به روش احتمالاتی معمولا“ مقادیر جنبش نیرومند زمـین بـراي سـطوح مختلف احتمال خطر رویداد و یا بعبارت دیگر احتمالات تجاوز مختلف در نظر گرفته میشود. در این پـروژه مقـادیر جنـبش نیرومنـد زمـین براي سه سطح مختلف %10 احتمال خطر براي سه بازه زمانی250 و 100 و 50 سال یا به عبارت دیگر دوره بازگشتهاي 2500، 950و475 سال محاسبه شده است.در جدول-3 مقادیر شتاب افقی محاسبه شده به ازاي روابط کاهنـدگی مختلـف آورده شـده اسـت.همچنـین درجـدول-4
مقادیر شتاب قائم محاسبه شده نیز آورده شده است.در جدول-3 اعداد شتاب افقی براي دو حالت میانگین و میـانگین+ انحـراف معیـار ارائـه شده است. شتابهاي میانگین+ انحراف معیار فقط براي سازه ها و تجهیزات نیروگاههاي اتمـی و سـدها کـه تخریـب آنهـا آلودگیهـاي شـدید زیست محیطی و یا به خطر افتادن مستقیم جان تعداد کثیري از انـسانها را بـدنبال دارد بکـار مـی رود و لـذا در ایـن مطالعـه از اعـداد ردیـف میانگین در ارزیابی هاي بعدي استفاده شده است.
-3-6بررسی طیف پاسخ و تهیه طیف طرح پیشنهادي
.در این بخش شکل طیف مناسب محل با روش میانگین طیفهاي نرمال شده پیشنهاد و این طیف با مقادیر بدست آمده از تحلیل خطـر پـست مقیاس گردید.
براي تعیین نوع خاك مطالعات اولیه ساختگاه پست بررسی گردید. آزمایشهاي انجام شده و بررسیهاي صورت گرفتـه بـر روي خـاك محـل نشان داده است که خاك از نوع شن و ماسه متراکم و غیر اشباع بوده و مشابه تیپ ІІ می باشد.
در انتخاب رکوردها نیز تمامی معیارهاي زیر ملاك عمل قرار گرفته اند. -رکوردهاي Free Field با بزرگی 4.5<M5<7.5
-رکوردهایی که حتی المقدور داراي عمق کانونی کم می باشند
-رکوردهایی با فاصله کمتر از 50 کیلومتر تا سایت
-رکوردهاي ناشی از زلزلههاي تولید شده توسط گسلهاي معکوس و راستالغز
-رکوردهاي ثبت شده روي سایتهاي با مشخصات خاك 360<V5<750 (خاك تیپ ( ІІ
-رکوردهاي ثبت شده توسط ایستگاههاي معتبر که صحت اطلاعات آن مورد تایید کارشناسان این زمینه می باشد.
این رکوردها با حداکثر شتاب خود بهنجار (نرمال) شدهاند. -4-6جمع بندي و ارائه شکل نهایی طیف
از آنجا که در سازه ها و تجهیزات پستها عموما"نسبت میرایی کمتر از سازه هاي ساختمانی میباشد در رسم طیفها میرایی %2 نیز علاوه بر
%5 مد نظر بوده است و در نهایت طیفهاي طراحی براي هر دو میرایی پیشنهاد شدهانددر نمودار-1 طیف طراحی پیشنهاد شده براي میرایی %2
و در نمودار-2طیف طراحی پیشنهاد شده براي میرایی %5 در سه تراز 475،950،2500 ساله ارائه شده است.
-7ارزیابی آسیب پذیري لرزه اي
بطور کلی ارزیابی آسیب پذیري لرزهاي به دو شیوه کمی و کیفی انجام می گیرد.در برخی موارد فقط ارزیابی کیفی جوابگو است ولی در مواردي نیز براي بررسی دقیقتر نیاز به ارزیابی کمی است.در ارزیابی کیفی با توجه به شواهد و مشاهدات خرابیها در زلزلههاي گذشته مدهاي اصلی خرابی مشخص می شود و می توان با اعتمادپذیري بالا گفت با توجه به سوابق موجود نقطه ضعف سازه یا تجهیز مورد نظر در کجا است.بنابراین با یک بازدید عینی و ارزیابی کیفی و سریع مدهاي محتمل خرابی تجهیز مورد نظر شناسایی و روشهاي برطرف کردن آن پیشنهاد می گردد.در برخی سازه ها و تجهیزات نمی توان به همین سادگی مدهاي اصلی خرابی را بر اساس شواهد گذشته پیش بینی کرد لذا نیاز به ساخت مدل ریاضی و تحلیل دقیق تحت اثر نیروهاي زلزله می باشد تا نقاط ضعف مشخص گردد.
در اکثر تجهیزات پست ها مدهاي خرابی به سادگی قابل پیش بینی است و لذا ارزیابی کیفی و سریع کفایت می کند در صورتیکه در برخی موارد مثل سازه ساختمان کنترل ،ترانسهاي جریان و ولتاژ و دژنکتورها از ارزیابی کمی استفاده شده است.در این مرحله از پروژه ابتدا سازه ساختمان کنترل به دو روش کمی و کیفی ارزیابی گردید. سپس تجهیزات داخل ساختمان کنترل و قطعات الحاقی آن به روش کیفی ارزیابی شدند. در ادامه نیز تجهیزات محوطه پست مورد ارزیابی قرار گرفتند که نتایج آن ذیلا تشریح می گردد.
-1-7ارزیابی سازه ساختمان کنترل ساختمان کنترل این پست داراي دو طبقه می باشد که طبقه اول به ارتفاع 4/65 متر شامل اتاق کنترل و تمام فضاهاي اداري پست است و
طبقه زیرزمین به ارتفاع 2/15 متر به عنوان گالري کابل مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم باربر جانبی آن قاب خمشی بتنی در هردوجهت می باشد. ارزیابی کمی این سازه بر اساس دستورالعمل بهسازي لرزه اي صورت پذیرفت و تمام مراحل مطابق دستورالعمل طی شد .
بدین ترتیب که ابتدا هدف بهسازي مطلوب انتخاب گردید. بگونه اي که در زلزله 475 ساله ایمنی جانی و در زلزله 2500 ساله جلوگیري از فروریزش رخ دهد،سپس بارهاي مرده و زنده سازه تعیین گردیدند. مشخصات دقیق اعضا از نظر سختی و مقاومت تعیین و ضریب آگاهی نیز برابر با یک منظور گردید.اعضا اصلی و غیر اصلی مشخص شدند ،مدل سازهاي ساخته و شیوه تحلیل ،دینامیکی طیفی خطی انتخاب گردید.ترکیبات بارگذاري براي بازتابهاي کنترل شونده توسط نیرو و تغییر مکان نیز انتخاب و تعریف گردیدند. مقادیر DCR که بیانگر نسبت نیاز به ظرفیت میباشند در دو سطح نشان می دهد که نیاز به شکل پذیري زیاد نداریم و باید شکل پذیري متوسط تامین شود که متاسفانه بررسیها نشان می دهد این مقدار شکل پذیري در سازه وجود ندارد و این مشکل عمدتا مربوط به ضعف برشی در ستونها با خاموتهاي ناکافی و با فاصله زیاد از هم می باشد.
در نهایت تحلیل انجام شده و معیارهاي پذیرش کنترل شدند.
با بررسی نتایج بدست آمده از تحلیل مشخص می شود که در هر دو سطح عملکردي فرض شده تقریبا تمام ستونها نیاز به تقویت دارند ولیکن وضعیت تیرها بسیار مناسب است. ضمنا لازم به ذکر است که مشکل اصلی ستونها عمدتا در اندرکنش نیروي محوري و لنگر خمشی می باشد؛ به عبارت دیگر می توان گفت که تیرها قویتر از ستونها بوده اند. هیچ یک از اتصالات نیز ضعیف نبوده اند و معیارهاي پذیرش را به خوبی جواب می دهند.
از نقطه نظر کیفی یک سري نکات و جزئیات ساده وجود دارد که اگر رعایت نشوند می توانند در عملکرد ساختمان کنترل تاثیر بگذارند.
کابینتها و پانلهاي کنترل به کف مهار شده اند . قاب نگهدارنده، باتریها در باتریخانه به کف اتصالات ضعیفی دارد و باید تقویت شود.کامپیوتر و متعلقات آن بدون هیچ مهاري روي میز قرار گرفته است. قفسهها و کتابخانه هیچ گونه مهاري ندارند و به سادگی واژگون میشوند.پانلهاي سقف کاذب مهار مناسبی ندارند و سقوط قطعات آن می تواند آسیبها و صدمات جدي ایجاد نماید.کپسولهاي اطفاء حریق اتصال مناسبی به دیوار ندارند.
-2-7ارزیابی تجهیزات محوطه پست در این بخش ابتدا سیستم شینه بندي پست و آرایش تجهیزات در دیاگرام تک خطی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در این میان بررسی
میزان اهمیت و عملکرد هر تجهیز در پست از موارد اصلی بوده است بطوریکه اگر تجهیزي در اثر زلزله صدمه ببیند و از مدار حذف شود چه مانورهایی می توان درنظر گرفت و سریعا مدار را برقرار کرد و بر این اساس استراتژي مشخصی براي نحوه ارزیابی تجهیزات تدوین گردید و سپس تجهیزات محوطه پست ارزیابی گردیدند. ارزیابی این تجهیزات به دو شیوه کمی و کیفی انجام گردید.در تجهیزات حساس و مهمتر ارزیابی به شیوه کمی با تهیه مدل ریاضی ،بارگذاري و انجام تحلیل دینامیکی خطی صورت گرفت ولی در سایر موارد تجهیزات به شیوه کیفی ارزیابی شدند .
-1-2-7بررسی آرایش پست تهرانپارس و تعیین روش ارزیابی آرایش پست تهرانپارس 1/5 کلیدي می باشد بطوریکه براي هر دو خط ،سه دژنکتور وجود دارد. با استفاده از این روش می توان هر یک از
دژنکتورها را بدون قطع جریان از مدار خارج کرد ولی همواره هر دو شین تحت بار هستند.
جریان 400 کیلوولت پس از وارد شدن به پست و عبور CVT،موجگیر،سکسیونر،دژنکتور و برقگیر به ترانس قدرت تیدیل 400 به 230
کیلوولت میرسد و پس از تبدیل ، بهBay مورد نظر وارد میشود.در پست تهرانپارس 4 عدد Bay مشابه یکدیگر وجود دارد، هریک از این Bay ها از سه مدول یکسان متشکل از یک دژنکتور ،دو عدد CT در طرفین آن و دو عدد سکسیونر((DS در طرفین CT ها تشکیل شده است. اگر فقط یک دژنکتور از مدار خارج شود هیچ تاثیري در عملکرد کل مدار نخواهد داشت.اگر دو دژنکتور مجاور هم تواما از مدار خارج شوند خطی که از بین آن دو خارج می شود بدون بار خواهد شد.اگر این خط از ترانس تغذیه شود ورودي پست قطع و اگر به یک خروجی متصل باشد آن خروجی ایزوله خواهد شد.در حالتیکه دو دژنکتور کناري از مدار خارج شوند خط ورودي و خروجی بدون اتصال به شینهها یکسره خواهد شد.پس در صورتیکه در هر دو Bay اصلی که مستقیما از ترانسهاي قدرت برق می گیرند دو دژنکتور مجاور که در طرفین خط ورودي از ترانس میباشند آسیب ببیند و از مدار خارج شوند پست کلا از مدار خارج خواهد شد پس هیچگاه نباید هر چهار دژنکتور مجاور خط ورودي از ترانس تواما از مدار خارج شوند .ولی اگر فقط در یکی از آن دو Bay دو دژنکتور مجاور خط مذکور آسیب ببیند میتوان با انتقال بار ترانس متصل به Bay آسیب دیده بر روي Bay سالم شینهها را برقدار کرد.این کار با توجه به اینکه در حال حاضر از نصف توان ترانسها استفاده میشود امکان پذیر است. با توجه به موارد فوق و سناریوهاي محتمل براي آسیب دیدن تجهیزات مختلف پست در هنگام وقوع زمینلرزه و مانورهایی که میتوان انجام داد نتیجه گیري می گردد که چون تجهیزات مدول ها خصوصا دژنکتورها کاملا یکسان و مشابه می باشند (از نظر نوع و توان)لازم است یکی از آنها ارزیابی آسیب پذیري کمی شود.
دادههاي بدست آمده از ترانس جریان براي محافظت سیستم،اندازه گیريهاي الکتریکی و کنترل شبکه به کار می روند و در نتیجه از اهمیت بالایی برخوردارند و لذا به روش کمی مورد ارزیابی آسیب پذیري لرزه اي قرار گرفتهاند.
ترانسهاي ولتاژ همچون ترانس جریان عملکردي بسیار حساس و حیاتی در پست دارند و حفظ آنها در یک خط بسیار حائز اهمیت است.بنابراین CVT نیز به روش دقیقتر با مدلسازي تحلیلی و به صورت کمی ارزیابی آسییب پذیري لرزه اي شده است.
ترانسهاي قدرت از مهمترین تجهیزات پست می باشند که تنها در چند مورد خاص ضعف اساسی دارند که در تمام زلزلههاي گذشته شواهد این نقاط ضعف را تایید میکند.در این پروژه مدهاي خرابی اساسی این تجهیز ذکر شده است و سپس یک سري از آنها به جهت اهمیت بیشتر و امکان بررسی به روش کمی،دقیقتر ارزیابی شده اند و سایر موارد بصورت کیفی بررسی شده اند.
در پست تهرانپارس بدین صورت است که کلیدهاي قطع و وصل بر روي قابهاي فلزي با اعضاء خرپایی مشبک قرار گرفته است و مدهاي خرابی این نوع کلید کاملا مشخص می باشد.ضمنا عملکرد انها در پست حیاتی نیست و در صورت خرابی در زمان وقوع بحران بلافاصله می توان با یک Jumper جریان را در مدار برقدار کرد،به همین جهت سکسیونرها به صورت کیفی ارزیابی شده اند.
موجگیرها مدهاي خرابی کاملا مشخص دارند که شواهد گذشته این امر را اثبات می کند. در صـورت خرابـی مـوجگیر مـیتـوان از وسـایل ارتباطی جایگزین استفاده کرد،ضمن آنکه احتمال بالاي خرابی خطوط انتقال در اثر زلزله قبل از رسیدن بـه پـست کـه در واقـع بیـانگر قطـع ارتباط از جاي دیگر قبل از موجگیر و پست میباشد نیز اهمیت حفظ این تجهیز در زمان زلزله را کمتر میکند.
برقگیر نیز در زمان وقوع زلزله اهمیت زیادي در پست ندارد و عملکرد آن حیاتی نمی باشد.مدهاي خرابی برقگیرها نیز کـاملا مـشخص و از پیش تعیین شده است لذا این دو تجهیز به صورت کیفی ارزیابی آسیب پذیري لرزهاي شده اند.
با توجه به تقسیم بندي فوق در واقع یک روش یا استراتژي براي ارزیابی آسیب پذیري لرزهاي تجهیزات پـست تهرانپـارس بـر اسـاس میـزان اهمیت هر یک ،اثر آن در عملکرد کلی و سرویس دهی پست در زمان بحران و نوع سیستم سازهاي آن تعیین گردید کـه در مرحلـه بعـد بـر اساس این استراتژي ارزیابی هر تجهیز انجام گرفت.لازم به ذکر است که در ارزیابی هاي کمـی بـا اسـتناد بـه اسـتاندارد IEEE ویرایـشهاي
1984 و 1997 بارگذاري ،شیوه تحلیل و معیارهاي پذیرش انتخاب شدهاند. -2-2-7 ارزیابی ترانس جریان CT وCVT
پس از ساخت مدل ریاضی این تجهیزات ،بارگذاري آن بر اساس استاندارد IEEE و انجام تحلیل نتـایج بدسـت آمـده نـشان مـیدهـد کـه فونداسیون این دو تجهیز با بررسی هاي انجام شده کفایت باربري لازم و مقاومت در برابـر واژگـونی نخواهنـد داشـت و لازم اسـت تقویـت شود. اتصال سازه به فونداسیون نیز کفایت لازم را ندارد و بولتهاي مصرفی ضعیف می باشند. اعـضاي اصـلی سـازه فلـزي نگهدارنـده تجهیـز براي کلیه حالات بارگذاري داراي ضریب اطمینان کافی بوده و اتصالات اعضاء قطري به اصلی نیز کفایت لازم را دارنـد. اتـصال تجهیـز بـه سازه فلزي نیز بررسی و جوابگوي بارهاي وارده مـی باشـد. در CT ، مقـره هـا جوابگـوي بارهـاي وارده هـستند در صـورتی کـه در CVT
اینچنین نیست.
خلاصه نتایج ارزیابی این دو تجهیز در جداول-5و6 ارائه شده است.
نگاره هاي1و -2نماي عمومی یک CVT (راست ) و یک ترانس جریان (چپ) و اتصالات آنها به تجهیزات مجاور
-3-2-7 ارزیابی دژنکتورCB
تحلیل مدل ریاضی این تجهیز نشان می دهد که نیروهاي داخلی و جابجایی هاي ایجاد شده بسیار بیشتر از حد قابل قبول اسـت. بطوریکـه در اثر وجود جرم متمرکز بسیار زیاد در ارتفاع لنگرهاي بسیار زیادي در محل اتصال مقره ها به پایه فلزي زیر خود ایجاد می شود و بلافاصـله از این محل گسیخته میشوند.البته مقرهها خود نیز قادر به تحمل تنشهاي ایجاد شده نمیباشند و بلافاصله در اثر گسیختگی ترد از بین میرونـد.
