کمبود ولتاژ و قطعی ها

کمبود ولتاژ و قطعی ها

کمبود ولتاژ و قطعی ها عمومی ترین مسائل مبتلا به کیفیت توان می باشند، لذا هر دوی آن مورد بررسی فرار می گیرند. تعریف کمبود ولتاژ عبارت است از کاهش کوتاه مدت (معمولا 0.5 تا 30 سیکل) در مقدار موثر (rms) ولتاژ که به علت خطا های اتصال کوتاه و یا راه اندازی بارهای بزرگ از قبیل موتورهای پر قدرت در شبکه بوجود می آید. قطعی های موقتی (نوعا از 2تا 5 سیکل) موجب قطع کامل ولتاژ می شود و علت اصلی آن، مانورهای اعمالی برای رفع اتصال کوتاه در سیستم می باشد. قطعی هایی که تداوم آن ها بیش از یک دقیقه است عموما ناشی از خطاهای اتصالی دائم می باشد.

در سال های اخیر، شرکت های برق شکایات زیادی از جانب مصرف کنندگان بخاطر بدی کیفیت توان ناشی از کمبود های ولتاژ و قطعی ها دریافت می کنند. دلایل عدیده ای برای این امر وجود دارد که اکثر آن های وجود مصرف کنندگان با ادوات حساسی همانند کامپیوتر ها و سایر کنترل کننده های الکتریکی می باشد. کنترل کننده ها و کامپیوتر ها در اثر این پدیده ها، حافظه و پروسه های که باید کنترل کنند را از دست می دهند و به علت پیچیدگی، راه اندازی مجدد آن ها زمان طولانی تری را در بر می گیرد. صنایع بخاطر دستیابی به تولید بیشتر و باقی ماندن در میدان رقابت، از تجهیزات اتوماتیک بیشتری نسبت به قبل استفاده می کنند بنابراین اثرات زیان کمبودها و قطعی ها در این زمان نسبت به چند دهه قبل بیشتر شده است.

عوامل کمبودها و قطعی ها

کمبود های ولتاژ و قطعی ها عموما توسط اتصال های کوتاه در سیستم توزیع به وجود می آیند. شکل زیر را در نظر بگیرید که مصرف کننده ای با فیدری که توسط بریک 1 حفاظت می شود تغذیه می گردد. اگر اتصال کوتاهی در این فیدر رخ دهد، مصرف کننده شاهد یک کمبود ولتاژ در زمان اتصال کوتاه خواهد بود و پی آمدن آن قطعی کامل است که در اثر باز شدن بریکر برای رفع اتصال کوتاه بوجود می آید. اگر اتصال کوتاه دارای طبیعتی موقتی باشد، عملکرد باز بست بریکر موفقیت آمیز بوده و قطعی بوجود آمده موقتی می باشد. معمولا برای این نوع بریکر ها حدودا پنج یا شش سیکل لازم است تا عمل بکنند که در این مدت کمبود ولتاژ رخ می دهد. بریکر حداقل به مدت 20 سیکل تا 2 یا 5 ثانیه به صورت باز باقی می ماند تا عمل باز بست انجام شود. تجهیزات حساس مطمئنا در این مدت تریپ خواهند کرد و از مدار خارج می شوند.

حادثه ای که بیشتر احتمال وقوع آن هست، اتصال کوتاهی است که روی یکی از فیدرهای دیگر پست و یا در مکان دیگر، روی سیستم انتقال(در شکل بالا نشان داده شده) رخ دهد. در هر یک از این حالات مصرف کننده شاهد یک کمبود ولتاژ در مدت زمان وقوع اتصال کوتاه خواهد بود. به محض باز شدن بریکر ها برای خارج کردن منطقه اتصالی، ولتاژ عادی دوباره به مصرف کننده بر می گردد.

شکل زیر توسط ثبات های اندازه گیری گروه تحقیق (EPRI) در دو محل مختلف سیستم توزیع در اثر اتصال کوتاه بدست آمده است. شکل بالایی هر یک از آن ها تغییرات ولتاژ موثر را برحسب زمان و نمودار پایینی شکل واقعی موج را برای 175 میلی ثانیه اول نشان می دهد.

مقادیر اندازه گیری شده در محل مصرف کننده روی فیدر غیر اتصالی شده قرار دارد در شکل زیر نشان داده شده است. دستگاه قطع ککنده در این سیستم یک بازبست است که قادر است خطای اتصال کوتاه را در مدت کوتاه 2.5 سیکل قطع نماید. این بازبست می تواند تنظیم های مختلفی داشته باشد در این سیستم این دستگاه دارای تنظیم معمولی است یعنی دو عملکرد سریع و دو عملکرد تاخیری. شکل زیر نشان می دهد که کمبود ولتاژ مختصر در عملکرد سریع اول رخ می دهد. در عملکرد دوم یک کمبود ولتاژ کاملا مشخص در شکل ملاحظه می شود. در حالیکه کمبود ولتاژ مختصر که اثر آن را حتی نمی توان به صورت چشمک زدن لامپ مشاهده کرد. در بسیاری از پروسه های صنعتی موجب از کار افتادن تجهیزات حساس می شود. چون کمبود ولتاژ در این مدت به 65 درصد خود می رسد.

شکل بالا به وضوح کمبود ولتاژ قبل از رفع اتصال کوتاه و همچنین حاصل عملکرد سریع باز بست دو مرحله ای را نشان می دهد. زمان باز بست (زمان باز بودن آن) کمی بیشتر از 2 ثانیه بود که زمان متعارف باز بست های شرکت های برق می باشد. ظاهرا خطای اتصال کوتاه در مرحله اول عملکرد برطرف نشده بود که در نتیجه آن عملکرد دوم به وقوع پیوست. سیستم پس از عملکرد دوم به حالت عادی برگشته است.

کمبود ولتاژ ثبت شده در سیستم توزیع در آمریکا را نشان می دهد. نمودار زمینه ای مقدار متوسط تعداد وقایعی از کمبود ولتاژ که در طول 30 روزه یک ماه رخ داده است را نشان می دهد. منحنی رسم شده در شکل جمع احتمال وقایعی که ولتاژ کمتر از مقدار نامی است را بیان می کند.

قطعی واقعی توسط میله ولتاژ صفر نشان داده شده است. بر اساس این داده ها تقریبا 10 درصد وقایع مربوط به ولتاژ کمتر از 90 درصد قطعی می باشد. باقیمانده وقایع کمبودهای ولتاژ با دامنه های متفاوت است که علت آن ها اتصال کوته در نقاط مختلف می باشد

ناحیه تاثیر پذیر

مفهوم ناحیه تاثیر پذیر برای بررسی کمبود ولتاژ در همسایگی منطقه اتصال کوتاه بسیار مفید است.

کمبود ولتاژ پیش بینی شده بر اساس شبیه سازی اتصال کوتاه و محاسبه دامنه ولتاژ بر حسب محل قرار گرفتن اتصال کوتاه در سیستم قدرت بدست آمده است. بارهایی که در 50 درصد ولتاژ از مدار خارج می شوند ناحیه کوچکی را در بر می گیرند در حالیکه بارهای موتوری که به 90 درصد ولتاژ بر اثر اتصال کوتاه در نواحی دیگر حساس هستند منطقه وسیع تری از ناحیه تاثیر پذیر در سیستم توزیع را شامل می شوند.

مشخصه زمانی اتصال کوتاه (بر حسب تعداد خطا در سال در هر 1000 مایل از خط) می تواند برای تخمین تعداد کمبود های هر سال که زیر مقدار مجاز قرار می گیرند مورد استفاده قرار گیرد.

abolfazl tavakol

abolfazl tavakol

دیدگاهتان را بنویسید