بهبود بهره وری سیستم های کابلی مبتنی بر تحلیل حرارتی با در نظرگرفتن آرایش‌های مختلف و انواع روش‌های اتصال پوشش محافظ کابل به زمین در محیط‌های گوناگون- مطالعه موردی: مجتمع فولاد مبارکه اصفهان

چکیده مقاله

سیستم‌های کابلی به عنوان یکی از مهم‌ترین بسترهای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در صنایع مختلفی مانند صنایع فولاد، نفت­، گاز و پتروشیمی تلقی می‌شوند. علیرغم مزایای مختلف این سیستم‌ها نسبت به خطوط هوایی، چالش‌هایی نیز در بهره‌برداری از این سیستم‌ها و بهره ­وری کل سیستم متاثر از تامین انرژی مطمئن وجود دارد که مشکلات حرارتی یکی از مهم‌ترین آن‌ها است. عبور جریان الکتریکی و اعمال ولتاژ الکتریکی باعث می‌شود تا تلفات در بخش‌های مختلف سیستم کابلی به وجود آمده و باعث افزایش دمای این سیستم‌ها شود. افزایش دمای سیستم کابلی علاوه بر افزایش مخاطرات و نرخ بروز خطا در سیستم کابلی، تلفات انرژی را نیز افزایش داده که بهره­ وری انرژی سیستم را تحت تاثیر قرار می­دهد. مسائل مربوط به بهره‌برداری سیستم‌های کابلی مانند هارمونیک‌های جریان در برخی از کاربردهای خاص مانند کوره ­های قوس الکتریکی، نحوه اتصال پوشش محافظ کابل به زمین، توالی قرارگیری فازهای مختلف و فاصله سیستم‌های کابلی از یکدیگر عواملی هستند که می‌توانند در تعیین رفتار حرارتی سیستم کابلی نقش مؤثری داشته باشند. از این­رو، در این مقاله مطالعات حرارتی سیستم کابلی کوره­های قوس الکتریکی مجتمع فولاد مبارکه اصفهان در شرایط هارمونیکی و با تاکید بر آرایش­های مختلف سیستم کابلی مبتنی بر روش اجزاء محدود صورت گرفته است. مطالعات انجام شده نشان می‌دهند که روش اتصال یک‌طرفه پوشش محافظ باعث کاهش دمای سیستم کابلی در حدود 20 درجه سانتیگراد می‌شود. هم‌چنین افزایش رسانایی الکتریکی محیط پیرامون سیستم کابلی می‌تواند دمای تعادل پایین‌تری ایجاد نماید که این مقدار برای خاک مرطوب در حدود 12 درجه کاهش دما نسبت به هوا می‌باشد. ضمناً بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که توالی فاز RST-RST بهترین حالت ممکن برای قرار دادن سیستم کابلی مدارهای تغذیه مختلف در کنار یکدیگر است. از دیگر نتایج به­دست آمده می­توان به این موضوع اشاره کرد که با بررسی نتایج بدست آمده مشخص گردید که افزایش فاصله میان کابل‌ها باعث کاهش دمای حداکثری سیستم کابلی می‌شود.