การวิเคราะห์สนามไฟฟ้าและกระแสไอออนของสายส่งไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรงโดยพิจารณาพารามิเตอร์สภาพแวดล้อมของประเทศไทย

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้วิเคราะห์ค่าสนามไฟฟ้าและความหนาแน่นของกระแสไอออนของสายส่งไฟฟ้ากระแสตรง (HVDC) แบบพาดในอากาศโดยใช้วิธีไฟไนต์วอลุ่ม. วัตถุประสงค์ของวิทยานิพนธ์คือ การประยุกต์ใช้พลศาตร์ของไหลเชิงคำนวณกับการจำลองการไหลของประจุในอากาศ และวิเคราะห์ผลการจำลองที่ได้ตามการติดตั้งสายชีลด์ สภาพแวดล้อมของลมและอุณหภูมิ. ผลการจำลองของสายส่ง 70 kV HVDC แบบขั้วเดี่ยว มีแนวโน้มคล้ายกันกับผลการวัดความหนาแน่นกระแสไอออนในกรณีไม่มีและมีสายชีลด์. การเพิ่มจำนวนสายชีลด์ที่มีระยะติดตั้งอย่างเหมาะสม ลดค่าสูงสุดของความหนาแน่นกระแสไอออนที่พื้นดินได้มากกว่า 50%. ผลการจำลองของสายส่ง ±500 kV HVDC แบบขั้วคู่สองวงจรใช้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงค่าสนามไฟฟ้าและ ความหนาแน่นของกระแสไอออนภายในเขตเดินสายเดียวกันกับสายส่งไฟฟ้ากระแสสลับ (HVAC). การใช้สายตัวนำไฟฟ้าทางเดินไหลกลับที่เฟสล่างช่วยลดค่าสูงสุดที่พื้นดินของความหนาแน่นกระแสไอออนและสนามไฟฟ้าได้ประมาณ 63% และ 25% ตามลำดับ. ผลลัพธ์ของข้อมูลลมในจังหวัดขอนแก่นแสดงให้เห็นว่า ความหนาแน่นกระแสไอออนและสนามไฟฟ้าสูงขึ้นตามความเร็วลมและสัมประสิทธิ์แรงลมเฉือนที่เพิ่มขึ้น. ข้อจำกัดของสายส่ง ±500 kV HVDC คือ ความเร็วลมที่ความสูงอ้างอิงและสัมประสิทธิ์แรงลมเฉือนควรมีค่า 1.6 m/s และ 0.4 ตามลำดับ จึงได้ค่าสูงสุดของสนามไฟฟ้าต่ำกว่าสายส่ง 500 kV HVAC. อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของสายตัวนำ 1272 MCM ทำให้ความหนาแน่นกระแสไอออนเพิ่มขึ้นและค่าสูงสุดของสนามไฟฟ้าอาจมากกว่าสายส่ง 500 kV HVAC ได้ถึง 38%. ข้อมูลสถิติของลมและอุณหภูมิจึงเป็นพารามิเตอร์สำคัญสำหรับสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่จำเป็นต้องพิจารณาในการออกแบบสายส่ง HVDC ใช้งาน.