|
حالتهاي گذرا در سيستمهاي قدرت
- فصل 1 -
مفاهيم ابتدايي و پديدههاي گذراي سوئيچينگ ساده
هدف سيستم قدرت،
انتقال و توزيع انرژي الكتريكي ميباشد كه در پستهاي انتقال نيرو بوجود
آمده و بر اين اساس نهايتا ميبايست به روشي مطمئن و ايمن به مشتريان
برسد. با توجه بدين موضوع، سيمهاي آلومينيوميو مسي به منظور انتقال
جريان مورد استفاده قرار گرفته و همچنين از ترانسفورماتورها نيز به
منظور تحصيل سطح ولتاژ مناسب براي انرژي الكتريكي استفاده شده و
ژنراتورها نيز به منظور تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي مورد
استفاده قرار ميگيرند. به هنگاميكه درباره الكتريسيته بحث ميكنيم،
ما در حقيقت در زمينه جريان يافتن انرژي برق از طريق سيمها از ژنراتور
به بار خروجي تفكر مينمايم. اين يك ديدگاه يا پديده معتبر ميباشد،
چرا كه ابعاد فيزيكي سيستم قدرت، در مقايسه با طول موج جريانها و
ولتاژها، بزرگ و وسيع ميباشد، براي سيگنالهاي 50 هرتز، طول موج 6000
KM است. اين موضوع ما را قادر ميسازد تا از قوانين جريان و ولتاژ
كيرشهف بهره بگيريم و همچنين از عناصر همه جانبه در مدلسازي سيستم قدرت
استفاده كنيم. در حقيقت، انتقال انرژي الكتريسيته بوسيله ميدانهاي
الكترومغناطيسي انجام ميگردد كه اطراف سيمها را احاطه نموده و بر اين
اساس مسير جريان انرژي بوسيله بردار پوينتينگ مشخص ميشود...
براي آناليز ثابت جريان قدرت، به هنگاميكه
فركانس قدرت ثابت 50 يا 60 هرتز ميباشد، ما ميتوانيم بصورت موفقي از
حسابهاي جبر و انتگرال و فازورها جهت مشخص نمودن ولتاژ و جريان استفاده
نمايم. پديدههاي گذراي سيستم قدرت شامل فركانسهاي بسيار بالاتر تا
محدوده كيلوهرتز و مگاهرتز ميباشند. تغييرات فركانسها به سرعت رخ داده
و محاسبات جبر و انتگرال پيچيده و همچنين نماد فازور را نميتوان بيش
از اين بكار گرفت...
به هنگاميكه ما نميتوانيم از شاخص عنصر
متمركز كه در آن مقاومت القايي معرف ميدان مغناطيسي ميباشد و همچنين
مقاومت خازني معرف ميدان الكتريكي و اتلافهاي مقاومتي ميباشد پرهيز
نمائيم، ما مجبور خواهيم بود تا با استفاده از امواج سيار نسبت به
انجام آناليز خود اقدام نماييم. انتقال درست سيستم قدرت فيزيكي و اجزاي
آن به مدلهاي مناسب، براي انجام روال تجزيه و تحليل و محاسبه پديدههاي
گذراي سيستم قدرت، نيازمند داشتن بينش و آگاهي لازم در زمينه پديدههاي
فيزيكي پايه ميباشد...
پديده گذرا به هنگاميدر سيستم قدرت روي
ميدهد كه تغييرات شبكهاي از يك حالت ثابت و پايدار به يك حالت ديگر
تحقق مييابد. اين عمل بطور مثال ميتواند به هنگامي رخ دهد كه صاعقه
به زميني كه در مجاورت خطوط انتقال ولتاژ بالا قرار دارد برخورد نمايد
و يا به هنگاميكه اين برق مستقيما به پست انتقال نيروي توليد
الكتريسيته برخورد نمايد. با اين وجود، اكثريت حالتهاي گذراي سيستم
قدرت نتيجه عملكرد سوئيچينگ ميباشد. بر اين اساس سوئيچهاي بار شكن و
قطعكنندهاي نيرو نسبت به روشن و خاموش كردن بخشهايي از شبكه تحت شرايط
بار و غير بار اقدام ميكنند. فيوزها و مدار شكنها نيز نسبت به ايجاد
وقفه در جريانهاي قويتر و همچنين برطرف نمودن جريانهاي اتصال كوتاه كه
در بخشهاي داراي خطاي سيستم جريان دارند اقدام مينمايد. دوره زماني به
هنگاميكه ولتاژ گذرا و نوسانات جريان رخ ميدهند در محدوده ميكروثانيه
تا ميليثانيه ميباشد...
سوئيچ نمودن يك مدار
LR
ولتاژ سينوسي به يك اتصال سري القائي و
مقاومتي سوئيچ ميشود (شكل 1-1). اين مورد در حقيقت بعنوان سادهترين
شاخص تك فاز يك مدارشكن ولتاژ بالا محسوب ميشود كه به يك خط انتقال
اتصال كوتاه يا يك كابل زيرزميني اتصال كوتاه بسته ميشود...
سوئيچ نمودن يك
مدار
LC
يكي ديگر از شبكههاي پايه، اتصالات سري
مرتبط با مقاومت القائي و مقاومت خازني ميباشد. در حقيقت اين مورد
بعنوان سادهترين نماد مدارشكن فشار قوي ميباشد كه نسبت به سوئيچ
نمودن يك بانك خازني يا يك شبكه كابلي اقدام ميكند...
سوئيچينگ يك مدار
RLC
در عمل، معمولا يك حالت ميرايي در مدار سري
وجود دارد و آن را ميتوان از طريق اضافه نمودن يك مقاومت در سري نشان
داد...
|
