فهرست مطالب

نشریه سد و نیروگاه برق آبی ایران
پیاپی 31 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حامد زین الدینی میمند*، مرتضی سعید، داود ابوترابی زارچی صفحات 1-15

    ترانسفورماتورها در نیروگاه ها به عنوان واسطه ای بین نیروگاه و شبکه قدرت می باشند که تحت تاثیر تنش های الکتریکی مانند کلیدزنی کلیدهای قدرت، تنش های حرارتی مانند اضافه بار و قوس الکتریکی و واکنش های شیمیایی در روغن دی الکتریک هستند. مولفه های اسید و رطوبت باعث فرسودگی روغن و عایق کاغذی ترانسفورماتور می شوند. ارزیابی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور با استفاده از معیار شاخص سلامت یکی از راه های پیش بینی و جلوگیری از گسترش خطا و فرسوده شدن ساختار ترانسفورماتورهای قدرت می باشد. هدف از این مقاله ارایه یک روش ارزیابی قابلیت اطمینان و پیاده سازی آن روی نمونه ای از ترانسفورماتورهای قدرت نیروگاه سد دز و سد کرخه با استفاده از روش های احتمالی پیشنهادی می باشد. سطح ولتاژ این ترانسفورماتورها 410 و 230 کیلوولت می باشد و روش های احتمالی قابلیت اطمینان مرتبه اول و مرتبه دوم که برای تعیین خرابی و ارزیابی قابلیت اطمینان تجهیزات استفاده می شوند بر روی داده های ترانسفورماتورهای نمونه جهت تعیین ارزیابی قابلیت اطمینان با هم مقایسه می شوند و کارایی روش های پیشنهادی نشان داده می شود.

    کلیدواژگان: شاخص سلامت احتمالی ترانسفورماتور، قابلیت اطمینان مرتبه اول و دوم، ارزیابی وضعیت ترانسفورماتورها
  • صمد تراب، سولماز دشتی* صفحات 15-28

    نیروگاه برق را می توان محل کار با سطح بالایی از خطر در نظر گرفت.به همین علت و به منظور حصول اطمینان از عملکرد پایدار در نیروگاه های برق مدیریت ریسک ضروری می باشد. تحقیق حاضر به منظور شناسایی جنبه ها و ریسک های بارز ایمنی، بهداشت و محیط زیستی در نیروگاه سیکل ترکیبی سمنگان در سال 1398 انجام پذیرفت. بدین منظور از روش AHP برای رتبه بندی ریسک ها و از روش FMEA برای سطح بندی ریسک ها و از روش SAW برای رتبه بندی ریسک ها  استفاده شد و در انتها هم رتبه بندی به روش FMEA&SAW به انجام رسید. با توجه به نتایج حاصل از روش AHP در بین معیارهای اصلی بیشترین وزن مربوط به معیار حوادث غیرمترقبه با وزن 403/0 می باشد. نتایج روش FMEA نشان داد، که ریسک انفجار و آتش سوزی باRPN 600 در سطح ریسک غیرقابل تحمل قرار دارد. در رتبه بندی با روش SAW نیز انفجار و آتش سوزی، زلزله، رعد و برق و خطای انسانی در اولویت های اول این رتبه بندی قرار گرفتند.همچنین اولویت بندی ریسک ها براساس مدل  FMEA&SAW نیز نشان داد،که ریسک های انفجار و آتش سوزی،زلزله،خطای انسانی،رعد و برق و نقص در سیستم ها در 5 اولویت اول رتبه بندی قرار دارند.روش ترکیبی پیشنهادی موثر به نظر می رسد و می تواند به تصمیم گیری علمی بیشتر کمک کند. به کارگیری این روش تحلیل صحیح تری از ریسک فراهم می کند که در متعاقب آن، اقدامات کارا و اثربخش تر موجب دستیابی و حفظ درجه اطمینان مطلوب تری خواهند شد.

    کلیدواژگان: نیروگاه سیکل ترکیبی سمنگان، ارزیابی ریسک، FMEA، SAW
  • سید شهاب امامزاده* صفحات 29-40

    در این تحقیق یک انفجار عمیق درون مخزن سد به روش اجزای محدود شبیه سازی شده و رفتار لرزه ای سد بررسی شده است. صحت فشار هیدرودینامیک  حاصل از شبیه سازی عددی با رابطه تجربی "تیلور" مقایسه گردیده است. به علت عمیق بودن انفجار از تلاطم امواج سطحی صرفنظر شده است. جهت تعیین الگوی خرابی سد، از  مدل خرابی " لی" برای بتن استفاده شده است. نتایج شبیه سازی  انفجار یک تن تی ان تی در تراز 50 متری نسبت به کف مخزن، با آثار زلزله 5/6 ریشتری سال 1967 بر روی سد کوینا مقایسه شده و  الگوی خرابی تقریبا مشابهی  بدست آمد، با این تفاوت که در آزمایش انفجار زیرآب ترک ایجاد شده برخلاف آثار واقعی زلزله تا وجه پایین دست سد رشد نمی یابد. ارزیابی نتایج بیانگر آن است که آزمایش کنترل شده انفجار درون مخزن یک سد می تواند برای بررسی ایمنی بدنه سد در برابر امواج هیدرودینامیک مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: سد بتنی وزنی، انفجار زیرآب عمیق، اجزای محدود، امواج هیدرودینامیک
  • محمدرضا شکاری*، مجتبی حسنی، محمدرضا زارعی فرد صفحات 42-52

    وسعت احداث مخازن هوایی به عنوان یکی از مهمترین سازه های تامین کننده آب بهداشتی شهرها، و ضعف آنها در برابر زلزله، ضرورت تحقیق راجع به روش های نوین کنترل غیر فعال این سازه ها را دو چندان می نماید. از جمله فناوریهای نوین مهندسی زلزله، طراحی جداسازهای لرزه ای و کاربرد آن در سازه های خاص از جمله مخازن هوایی محتوی مایع است. در تحقیقات انجام شده تاکنون بررسی خاصی بر روی کارایی این نوع سیستم ها در کاهش پاسخ لرزه ای مخازن هوایی استوانه ای با در نظر گرفتن انعطاف پذیری پوسته انجام نشده است. در این پژوهش با انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی، عملکرد لرزه ای یک مخزن فولادی هوایی بدون و با جداساز تحلیل و نتایج با هم مقایسه شدند. بدین منظور، از دو نوع جداساز هسته سربی و الاستومری استفاده شده است. جهت نیل به این هدف، المان های محدود با رفتار پوسته ای برای جداره مخزن، المان های محدود داخلی برای سیال درون مخزن و المان های هیسترزیس با رفتار دوخطی برای جداسازها انتخاب گردیده و آنالیز لرزه ای مخزن انعطاف پذیر تحت تاثیر زلزله واقعی در حوزه زمان انجام می شود. نتایج نشان می دهد که جداسازی افقی علیرغم ایجاد تغییرمکان قابل توجه در سازه، کارایی بیشتری در کاهش پاسخ لرزه ای سیستم دارد که این موضوع به خصوصیات زلزله بستگی دارد.

    کلیدواژگان: مخزن هوایی مایع، جداسازی پایه، تحلیل لرزه ای، روش المان محدود
  • محمدحسین منصورقناعی، مرتضی بیک لریان*، علیرضا مردوخ پور صفحات 53-60

    انتخاب نوع بتن مصرفی و استحکام بالا در سازه سدهای بتنی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این تحقیق آزمایشگاهی به تولید بتن قلیافعال سرباره ای حاوی 0، 4 و 8 درصد نانوسیلیس و 1 و 2 درصد الیاف پلی الفین در 5 طرح اختلاط پرداخته شده است. یک طرح از بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند، بمنظور مقایسه با نتایج آزمون های حاصل از بتن قلیافعال تهیه شد. آزمون های مدول الاستیسیته، مقاومت ضربه ای چکش افتان و تصاویر میکروسکوپ الکترونیک روبشی در سن عمل آوری 90 روزه بر روی نمونه های بتنی انجام شد. افزودن نانوسیلیس به بتن قلیافعال موجب بهبود (طرح4 نسبت به طرح2) در آزمون مدول الاستیسیته و انرژی جذب شده در آزمون ضربه به ترتیب به میزان 42/13 و 36/36 درصد گردید. این برتری با افزودن الیاف به بتن، به ترتیب به میزان 05/7 درصد و 26/8 برابر ارتقا یافت. نتایج حاصل از آزمون SEM در همپوشانی با سایر نتایج است.

    کلیدواژگان: بتن قلیافعال، مقاومت ضربه ای، مدول الاستیسیته، سرباره کوره آهنگدازی، نانوسیلیس
  • سروش اسماعیلی زاده*، طاها میرزاوند صفحات 61-73

    سرریزها وظیفه ی تخلیه سیلاب در سدها را به عهده دارند. در این میان سرریزهای نیلوفری از دسته سرریزهای آزاد به شمار می روند و در دبی های سیلابی مستعد تشکیل جریان مستغرق در تاج خود بوده که این عامل منجر به ایجاد نوسانات فشاری شدید در مجرای سرریز، مکش و ارتعاش بدنه و نیز کاهش راندمان سرریز می گردد. عدم شناخت کافی از هیدرولیک جریان در حالت استغراق سرریز، زنگ خطری برای شکست و روگذری جریان از سد خواهد بود. بررسی ها نشان می دهد که استفاده از عناصر جانبی در سرریزهای نیلوفری سبب بهبود الگوی جریان خواهد شد. در این پژوهش آزمایشگاهی تلاش شد تا با استفاده از ساخت مدل فیزیکی، اثر منحرف کننده ی جریان و هوادهی و نیز دامنه تاثیر پارامترهای موثر بر ضریب تخلیه جریان مستغرق سرریزهای نیلوفری شناسایی و گسترش یابد و در نهایت با اعمال اثر وزن کلیه عوامل هندسی و هیدرولیکی، رابطه ای غیرخطی برای تخمین ضریب تخلیه معرفی شد. رابطه ی پیشنهادی با دارا بودن ریشه میانگین مربعات خطای برابر 0.091، نسبت به سایر روابط پیشین (که دارای خطاهای 0.122 و 0.118 هستند) قادر به پیش بینی بهتر ضریب تخلیه جریان مستغرق سرریزهای نیلوفری است. همچنین نتایج نشان می دهد که ضریب تخلیه سرریز برخلاف تحقیقات پیشین، به شدت به منحرف کننده ی جریان بستگی دارد.

    کلیدواژگان: آبگیر، روزنه، سیلاب، عمق استغراق بحرانی، گرداب
  • میثم فاضلی*، راحله قمی صفحات 74-86

    رسوبگذاری در مخازن سدها به عنوان عاملی تاثیرگذار در کاهش عمر مفید و ظرفیت مخزن، انسداد وفرسایش سازه های آبگیر، دریچه های تخلیه کننده و متعاقبا افزایش هزینه های نگهداری و سایر زیانهای مرتبط، شناخته می شود. این مسیله اهمیت شناخت رفتار هیدرولیکی جریان غلیظ در مخازن سدها را اثبات می نماید. در این تحقیق، روند پیشروی جریان غلیظ رسوبی در مخزن رودبار لرستان توسط مدل مایک 3 بررسی شده است. هدف از تحقیق، استحصال حجم مفید مخزن از طریق تخلیه حداکثری جریان غلیظ رسوبی از دریچه های تخلیه کننده تحتانی می باشد. شبیه سازی سه بعدی هیدرودینامیک جریان و رسوبات در این مخزن صورت گرفته پرداخته شده است. تمام سناریوها با فرض شرط عدم افت تراز آب مخزن، طراحی شده اند. نتایج نشان می دهد، با افزایش دوره بازگشت سیلاب و راندمان تخلیه رسوب، که به صورت جرم رسوبات تخلیه شده به جرم رسوبات ورودی تعریف گردیده است، افزایش می یابد به طوریکه راندمان رسوبشویی از سیلاب با دوره بازگشت دو ساله، رو به افزایش بوده و در سیلاب با دوره بازگشت بیست ساله، به بالاترین میزان می رسد. بیشترین راندمان تخلیه رسوب متناسب با سیلاب با دوره بازگشت بیست ساله و برابر 17 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: شبیه سازی سه بعدی، رسوبگذاری جریان پر رسوب ورودی، تخلیه رسوب، راندمان، سد رودبار لرستان
|
  • Hamed Zeinoddini-Meymand*, Morteza Saeid, Davoud Abootorabi Zarchi Pages 1-15

    Transformers in power plants act as intermediaries between the power plant and the power grid, which are affected by electrical stresses such as switching, thermal stresses such as overload and arc, and chemical reactions in the dielectric oil. Acid and moisture components cause deterioration of transformer oil and paper insulation. Condition assessment of transformers is a method to predict and prevent spreading of faults in power transformers. The purpose of this paper is to evaluate the health condition of sample transformers of Dez and Karkheh dam hydro power plants using the proposed probabilistic method. The voltage levels of these transformers are 410 and 230 kV and the possible first-order and second-order reliability methods used to determine failure in materials or structures are based on the data of the transformers of Dez and Karkheh dam power plants to determine the reliability assessment. The results are compared and the efficiency of the proposed methods is demonstrated.

    Keywords: Probabilistic transformer health index, first, second order reliability, Condition evaluation of transformers
  • Samad Torab, Soolmaz Dashti* Pages 15-28

    A power plant can be considered a workplace with a high level of risk.For this reason in order to ensure sustainable Performance in Power Plants risk management is essential.  In this study the AHP method for Classification of risks And the FMEA method for risk Rating and SAW method was used to rank the risks. Finally, the ranking was done by FMEA&SAW method.According to the result s of the AHP method among the main Criteria the highest weight is related to un expected events with a weight of /403.The results of FMEA method showed that the risk of explosion and fire with 600 RPN is at an unbearable risk level. In the ranking with SAW method Also explosions and fires, earthquakes, lightning and human error they were in the first priorities of this ranking. Also risk Prioritization with FMEA&SAW integrated model also showed that the risks of explosion and fire*earthquake*human error*lightning and system defects are in the top 5 Priorities ranking.So we can say using this method provides amore accurate analysis of first.As a result more efficient actions will be in herited and will achieve and maintain amore desirable degree of confidence.

    Keywords: Samangan Combined Cycle Power Plant, Risk Assessment, FMEA, SAW
  • Shahab Emamzadeh* Pages 29-40

    In this research, a deep explosion in the reservoir of a concrete gravity dam has simulated by the coupled Euler –Lagrange finite element method. The validity of explosion hydrodynamics pressure has compared with Taylor empirical formula.  The surface sloshing not considered due to deep explosion. The dam and its retained water excited by detonating large explosive charges in deep water upstream from the dam. The damage plastic model of Lee has applied for concrete and damage pattern detection of dam. The dam responses to the underwater explosion were recorded as crest displacement time history. The result of explosion simulation of one ton TNT has compared with actual damage of Koyna dam due to 6.5 Richter earthquakes in 1976. The crack pattern was similar in two cases, but in underwater explosion test, the crack propagation is stopped before reaching to downstream of dam. Evolution of result was shown that controlled explosion test in the reservoir of a dam can be used as a method for study of hydrodynamics effects on dam body safety.

    Keywords: Concrete gravity Dam, Deep underwater explosion, Finite element, Hydrodynamics wave
  • MohammadReza Shekari*, Mojtaba Hasani, MohammadReza Zareifard Pages 42-52

    Pervasive construction of elevated liquid tanks as the most important sources for urban hygienic water, and their failure under earthquake, highlighs the necessity for research toward new passive control devices. Design and use of base-isolation systems for elevated liquid tanks is propounded as a novel seismic engineering technology. To date, no special examination has been discussed in relation with the workability of such systems in reducing the seismic response of elevated liquid tanks considering tank wall flexibility. In this study, the seismic performance of a steel elevated water tank with/without isolator was analyzed and outcomes were evaluated using lead-rubber and elastomeric bearings by performing time-history analyses. To this end, finite shell elements for tank wall and internal finite elements for liquid, and bilinear hysteretic elements for the base-isolation systems are elected, and the seismic analysis of flexible liquid tank is performed in the time domain under real earthquake. The results show that the lateral control device despite excessive structural displacement could offer a substantial benefit for reducing the system’s seismic response which depends on the earthquake characterestics.

    Keywords: Elevated liquid tank, base-isolation, seismic analysis, finite element method
  • Mohammadhossein Mansoughanaei, Morteza Biklaryan*, Alireza Mardookhpour Pages 53-60

    The choice of concrete consumption and high strength in the structure of concrete dams is of particular importance. In this laboratory research, slag alkaline concrete containing 0, 4 and 8% nanosilica and 1 and 2% polyolefin fibers has been produced in 5 mixing designs. A design of control concrete containing Portland cement was prepared to compare with the test results of reinforced concrete. Modulus of elasticity, impact resistance of falling hammer and scanning electron microscope images were performed on concrete samples at 90 days of processing age. Addition of nanosilica to reinforced concrete improved (Module 4 compared to Scheme 2) in the modulus of elasticity test and the energy absorbed in the impact test by 13.42% and 36.36%, respectively. This superiority was increased by 7.5% and 8.26 times by adding fibers to concrete, respectively. The results of the SEM test overlap with other results.

    Keywords: Active alkali concrete, Impact resistance, Modulus of elasticity, Composite kiln slag, Nanosilica
  • Soroush Esmaeilizadeh*, Taha Mirzavand Pages 61-73

    Spillways are responsible for draining floods in dams. However, morning glory spillways are considered as free spillway type. In floods, a submerged flow is formed in their crest. This factor leads to severe pressure fluctuations in the shaft, suction and vibration of the structure and also reduces the spillway efficiency. Insufficient knowledge of the hydraulics of the submerged flow will be a warning sign for failure and overtopping of the dam. Studies show that the use of ancillary structures in morning glory spillways will improve the flow pattern. In this experimental research, an attempt has been made to investigate the effect of deflector and flow aeration by constructing a physical model and also the parameters affecting the discharge coefficient of submerged flow of morning glory spillways are expanded. Finally, by applying the weight effect of all geometric and hydraulic factors, a nonlinear relationship was introduced to estimate the discharge coefficient. The proposed relation with the RMSE of 0.091, compared to other previous relations (which have errors of 0.122 and 0.118) is able to better predict the discharge coefficient of submerged flow of spillway. The results also show that the discharge coefficient, unlike previous research, is highly dependent on the deflector.

    Keywords: Critical Submerged Depth, Flood, Intake, Orifice, Vortex
  • Meysam Fazeli*, Raheleh Ghomi Pages 74-86

    Sedimentation in dam reservoirs is known as an effective factor of reducing dams’ life-time and reservoir capacity, disruption of dam operation, blockage and corrosion in intake structures, drain valves and other sediment venting structures and consequently increase costs of maintenance and other related damages. This proves the importance of understanding the hydraulic behavior of density current in dam reservoirs. In this study, the trend of density current moving in Lorestan Roudbar reservoir has been investigated by Mike 3 model. The aim of this study is to withdraw maximum gravity current concentration in flood time period from bottom outlets in order to decrease sedimentation in reservoirs active volume. Therefore, three-dimensional hydrodynamics simulation of density current in this reservoir has been done. The modeling scenarios have been designed to calculate how much mass can be vented from bottom outlet to save more capacity in reservoir when flood with various return time period occur. The results show that increasing the return period of the flood the sediment discharge efficiency, increases. Sediment venting efficiency is increasing with a two-year return period and reaches a maximum in floods with a 20-year return period when the maximum efficiency of sediment venting is roughly 17%.

    Keywords: 3D simulation, sedimentation, density current, sediment venting, venting efficiency, Roudbar dam