درمدارهای الکتریکی متشکل ازخازن با خاصیت خازنی Cوسیم پیچی با خاصیت القایی L در شرایط خاص,کمیات ولتاژ وجریان مداربرای درازمدت از مقادیر قابل ملاحضهای برخورداراست. افزایش قابل ملاحضه مقادیر ولتاژ وجریان با توجه به وجود خازنی C وخاصیت القلیی L از بروز پدیده موسوم به رزونانس (تشد ید) ناشی می شود .
پدیده رزونانس و فرورزونانس در شبکه های توزیع
مقدمه
با توجه به خصوصیات مناسب شبکه های توزیع بروز پدیده های رزونانس و فرو رزنانس در این شبکه ها بسیار معمول است. به عنوان مثال استفاده عمده از فیوز و Fuse-cut-out , استفاده از کابل های با خاصیت خازنی قابل ملاحضه در مقایسه با خطوط هوایی شرایط بروز دو پدیده را دراین شبکه ها فراهم می سازد. با سوختن فیوز در یک فاز ویا قطع یک فاز توسط Fuse-cut-out , شرایط مناسب بروز پدیده فراهم می شود.
بروز پدیده فرورزونانس در شبکه های توزیع با افزایش ولتاژ وصدمه به ایزولاسیون تجهیزات فشار قوی از جمله برقگیرها کابل ها و ترانسفورماتورها همراه است که ترکیدن سر کابل ها انفجار برقگیرها را موجب می شود.به علاوه جریان نشتی برقگیرهای غیر خطی را افزایش می دهد و از عمر و دوام انها می کاهد.
خصوصیات و شرایط بروز پدیده در شبکه های توزیع :
همانطور که می دانیم پدیده فرورزنانس در برابر خاصیت خازنی مناسب C و اندوکتانس به ازای مقادیر اسمی ولتاژ و جریان روی می دهد. هنگامی که هسته های فرو مغناطیسی تجهیزات فشار قوی اشباع و در مدار با خاصیت خازنی C واقع شوند شرایط بروز پدیده فراهم خواهد بود.در شبکه های ترانسفورماتورها به طور عمده توسط کابل های kv 30-6 تغذیه می شوند و کابل ها از خاصیت خازنی بالا بر خوردارند به طور سری با سیم پیچی ترانسفورماتورها مجهز به هسته فرومغناطیسی واقع می باشند. کابل ها به شرح فوق در محل انشعاب از خط اصلی به فیوز یا Fuse -cut- out مجهزند. در صورت سوختن فیوزها یا قطع یک یا دو فاز نرانسفورماتور و کابل تغذیه ان به صورت تکفاز یا دوفاز تحت ولتاژ واقع می شوتد. در این حالت شرایط بروز رزونانس در مدارهای بسته دو فاز و یا تک فاز فراهم می شوند.مدار به شرح فوق تنها در شبکه های توزیع kv 30-6 مشاهده می شود.خصوصیات مدارها به شرح فوق ا زنظر بروز پدیده فرو رزنانس در این جا مورد بحث قرار میگیرد و روش مقابله با شرح داده می شود . از انجا که مدارها شامل کابلها با خاصیت خازنی بالا و اتصال مستقیم به ترانسفورماتورها از طریق فیوز و یا Fuse -cut- out تنها در شبکه های توزیع معمول بوده است در پی سوختن فیوز در شرایط یک فاز بروز پدیده فراهم . شرایط بروز پدیده در طی رژیم گذرا و ظهور اضافه ولتاژهای موقت بادامنه بالا در پی بروز عیب و یا بروز رزنانس و افزایش قابل ملاحظه مقدار جریان و اشباع هسته های مغناطیسی فراهم می شود . در صورت بروز پدیده روزنانس و افزایش قابل ملاحظه ولتاژ هسته مغناطیسی سیم پیچ ها اشباع گشته بروز پدیده فرورزنانس را موجب می شود. اشباع هسته سیم پیج ها و بروز پدیده فرورزنانس با اضافه ولتاژها از نوع موقت همراه بوده دارای دامنه ضربه ای با فرکانس چند سیکل بر ثانیه خواهند بود . افزایش ولتاژ به شرح یالا با توجه به مدت طولانی خود بالغ بر چند سیک فرکانس 50 ایزولاسیون داخلی تجهیزات فشار قوی از جمله ترانسفورماتورها کابل ها سر کابل ها ترانسفورماتورهای ولتاژ را تهدید می کند و شرایط بروز قوس و تخلیه را در برقگیرها بدون فاصله هوایی فراهم می سازد . در برقگیر های غیر خطی اضافه ولتاژ به شرح فوق جریان تخلیه برقگیر را تا چند امپر افزایش می دهد و انرژی حرارتی حاصل ازان دمای المان های غیر خطی را به سرعت افزونی می بخشذ و از عمر و دوام انها تا چندین برابر کاهش می دهد . بر طبق مطالعات صورت گرفته درصد عمده بروز عیب و اسیب در برقگیرهای غیر خطی در شبکه های توزیع از بروز پدیده فرورزنانس ناشی می شود . به همین علت در شبکه ها و مدارها با هسته های فرومغناطیسی که احتمال بروزه پدیده بالاست حتی الامکان از برق گیرهای غیر خطی استفاده نشده است و از برق گیرها با فواصل هوایی استفاده می شود.
به طور کلی بروز پدیده فرو رزونانس در شبکه های توزیع مستلزم تشکیل مدار بسته به صورت مستقل از شبکه با خصوصیات زیر است:
1-مدار بسته شامل خاصیت القایی ناشی از هسته مغناطیسی خاصیت خازنی و نیروی الکتروموتوری مناسب
2-برقراری جریان در مدار بسته با مقدار بالا و کافی به منظوز اشباع هسته مغناطیسی سیم پیچ ها
3-امپدانس معادل شبکه از سمت سیم پیچ ها با مشخصه خازنی (وجود خاصیت خازنی قابل ملاحظه در مدار)
وجود مولفه فعال در امپدانس دیده شده (بند3) ضربات و نوسانات پدیده را در ولتاژ شبکه مستهلک می کند. به همین علت بالاترین مقدار اضافه ولتاژ ناشی از پدیده فرورزونانس در شرایط بی باری و یا بار اکتیو خالص مشاهده می شود. در شرایط معمول و متقارن بهره برداری که در ان تجهیزات با خاصیت خازنی نظیر خطوط بی بار و یا کابل های زمینی موجودند و یا بانگهای خازنی به منظور جبران قدرت راکتیو نصب شده اند خاصیت خازنی مدار با سیم پیچی مجهز به هسته فرو مغناطیسی به طور موازی واقع بوده احتمال بروز پدیده فرو رزونانس به علت عدم اشباع هسته مغناطیسی نا چیز خواهد بود . با این همه احتمال بروز پدیده فرورزونانس در حالت نا متقارن کمیات مدار افزایش می یابد عدم تقارون به طور عمده در هنگام قطع یک یا دو فاز شبکه روی می دهد.به عنوان مثال هنگامی که در پی وصل کلید به علت اشکال و نقص فنی در کلید تنها یک یا دو فاز وصل شوند و یا در خط در حال بهره برداری با سوختن فیوز و یا کار دستگاه Fuse -cut- out یک یا دو فاز قطع شوند. بروز نقص و اشکال مکانیکی در کلید در هنگام وصل در هر دو ردیف ولتاژهای توزیع و انتقال امکان پذیر استول یعدم تقارن ناشی از سوختن فیوز و یا کار Fuse -cut- out تنها در شبکه های توزیع مشاهد می شود . در این شبکه ها از فیو زو فیوز cut- out استفاده می شود به همین علت احتمال بروز پدیده در شبکه های توزیع بالاست. احتمال بروز پدیده هنگامی که نقطه نول در شبکه توزیع ویا نقطه نول د رترانسفورماتور مورد تغذیه زمع شده باشد کاهش می یابد و احتمال بروز پدیده با افزایش خاصیت خازنی مدار افزونی می یابد. در شبکه های توزیع که بطور عمده به کابلهای زمینی مجهز اند به علت خاصیت خازنی بیشتر کابلها نسبت به خطوط هوایی احتمال برو زپدیده نسبت به شبکه های توزیع نوع هوایی فزونی می یابد.
برای مشاهده کتاب راهنمای گام به گام منبع تغذیه، اینجا کلیک کنید.
