مدلسازی بار برف ویخ جهت طراحی خطوط انتقال نیرو (مطالعه موردی: بلده نور)

جغرافیا و مطالعات محیطی

مقاله 5، دوره 8، شماره 32، بهمن 1398، صفحه 67-80   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

غلامعلی احمدی¹؛ غلامرضا جانباز قبادی^{* 2}؛ صدرالدین متولی^{* 3}؛ شهریار خالدی^{* 4}

¹دانشجوی دکتری آب و هواشناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران

²استادیار آب و هواشناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران

³دانشیار گروه جغرافیا دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران

⁴استاد گروه آب و هواشناسی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

امروزه با توسعه مناطق شهری و روستایی خصوصا در مناطق کوهپایه‌ای و کوهستانی غرب استان مازندران، لزوم برق‌رسانی به این مناطق امری ضروری است، از طرفی با توجه به تغییرات اقلیمی گسترده در دهه‌های اخیر، که خود برف و یخبندانهای ناگهانی را در این مناطق به دنبال داشته، نقشه بار برف و یخ که در گذشته توسط وزارت نیرو تدوین گردیده، کارایی و نوآوری لازم را نداشته و یا اینکه برای بسیاری از مناطق توسعه یافته جدید شهری و روستایی بازنگری نشده است، لذا در این تحقیق سعی بر آن است که با استفاده از جدیدترین داده‌ها و آمارهای هواشناسی و روشهای آماری-ریاضی به محاسبه بار برف و یخ، جهت طراحی خطوط نیرو پرداخته شود. بدین منظور با جمع آوری و اصلاحات بر روی داده‌های هواشناسی (سال 2005 تا 2018 میلادی) برای منطقه بلده و با استفاده از روش شبیه‌سازی ارائه شده توسط آزمایشگاه و پژوهشگاه مهندسی مناطق سردسیر¹، برنامه مورد نظر جهت محاسبه مقدار ضخامت یخ در محیط اکسل² در دو ارتفاع 10 و 35 متری (ارتفاع متوسط کابلها) نوشته شد و سپس با استفاده از نرم‌افزار اسمادا³، هیستوگرام‌های مربوطه رسم شده‌اند. در نهایت مقادیر اسمی جدید با دوره بازگشت‌های مختلف پیشنهاد گردیده است. نتایج نشان داد که برای طراحی خطوط انتقال نیرو با دوره بازگشت کمتر از 50 سال، منطقه بلده جزو مناطق سنگین و با دوره بازگشت بیشتر از 50 سال جزو مناطق فوق سنگین (مطابق با آیین نامه مشانیر) می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

متغیرهای هواشناسی؛ بار برف و یخ؛ دکلهای انتقال نیرو؛ CCREL؛ بلده نور

مراجع

1-شرکت سهامی خدمات مهندسی برق (مشانیر). (1378). نقشه های پهنه بندی مناطق چهارگانه آب و هوایی کشور. وزارت نیرو: دپارتمان تحقیقات و استانداردها.

2-شرکت سهامی خدمات مهندسی برق (مشانیر). (1377). آیین نامه و استاندارد بارگذاری برجهای انتقال نیرو. وزارت نیرو: استاندارد جامع مهندسی و طراحی خطوط انتقال نیرو.

3-قلیچی فرامرز؛ درساره مهدی؛ معانی علی. (1390). شناسایی تجهیزات بحرانی شبکه های توزیع از نظر قابلیت اطمینان، نشریه هوش مصنوعی و ابزاردقیق ،26(2):  4.

4-میر شریفی؛ سید احمد. (1385). تحلیل آماری متغیرهای بارگذاری در طراحی دکلهای انتقال نیروی ایران، نشریه دانشکده فنی،40 (5):713-722.

5-نوحی؛ احمد.(1391). مبانی هواشناسی و اقلیم شناسی. انتشارات آب و هوا. 2.

6.Bonanno,R.,Lacavallan,M.,Marcacclp,P.,(2017),Weather Forecast and monitoring system of wet snow sleeve on overhead power lines in Italy,World Energy and Meteorology Council.28 p.

7.Ducloux,H.,Nygaard,B.E.,(2014), 50-year return-period wet-snow load estimation based on weather station data for overhead line design in France. Nat. Hazards Earth Syst. Sci,14(1), 3031–3041.

8.Easterling, D. R., (2002). Recent changes in frost days and the frost in the United States, Bull. American.Meteor. Soc., 83: 1327-1332.

9.Gumbel, E. J., (2004), Statistics of Extremes. Dover Publications, 375 p.

10.Lehtonen,I.,Hoppula,Petri., and Gregow,Hilppa.,(2014), Modelling crown snow loads in Finland: a comparison of two methods. Silva Fennica, 48 ( 3): 1120.

11. IlariLehtonen, Petri Hoppula, Pentti Pirinen and Hilppa Gregow,(2014). Modelling crown snow loads in Finland: a comparison of two methods. Silva Fennica vol. 48 no. 3 article id 1120. SILVA FENNICA.

12.JilinCai.,Q.,Minjian,C. and Bin,Y., (2019). A novel importance sampling method of power system reliability assessment considering multi-state units and correlation between wind speed and load. International Journal of Electrical Power & Energy Systems,  109(3) : 217-226.

13.M Ronnfors, R-Z Szasz, J Revstedt.(2014).Numerical simulation of ice accretion on an airfoil. SNIC/Lunarc, Lund University.

14.Nygaard, B. E., Ágústsson, H., and Somfalvi-Tóth, K., (2013), Modeling wet-snow accretion on power lines: Improvements to previous methods using 50 years of observations, J. Appl. Meteorol. Clim, 52(1), 2189–2203.

15.Nygaard,B.E., Ambjørn Seierstad, I.,(2014), A new snow and ice load map for mechanical design of power lines in Great Britain. Cold Regions Science and Technology, 108(2), 28-35.

16.Rantaab,J.,Polojärviab,A.,TuhkuriabJ.,(2017), The statistical analysis of peak ice loads in a simulated ice-structure interaction process, Cold Regions Science and Technology, 133, :46-55.

 17.Xiang-junZeng, X., long Luo,        J.,Ting-ting Xiong,H.,(2012), A novel thickness detection method of ice covering on overhead transmission line, Journal of Applied Meteorology and Climatology,14(5):1349-1354.

18.Wang,W.,Peng,W.,(2019) .Study on sustainable development of power transmission system under ice disaster based on a new security early warning model, Journal of Cleaner Production,  228(5): 175-184.

19. Zarnani,A., Musilek,P.,(2012).

Learning to predict ice accretion on electric power lines, Engineering Applications of Artificial Intelligence

,25(3),609-617.

20.Nygaard,BE.Carlshem,L.,(2019).Development of  a 50-years return value ice load map for Sweden, Int. work shop on Atmospheric Icing of structures,Reykjavik.1-5pp.

21.Solangi A.R., (2018).Icing Effect on Power Lines and Anti-icing and De-icing Methods, Master’s Thesis in Technology and safety in High North, The ARCTIC UNIVERSITY of NoRWAY,60-65pp