درمدارهاي الكتريكي متشكل ازخازن با خاصيت خازني Cوسيم پيچي با خاصيت القايي L در شرايط خاص,كميات ولتاژ وجريان مداربراي درازمدت از مقادير قابل ملاحضهاي برخورداراست. افزايش قابل ملاحضه مقادير ولتاژ وجريان با توجه به وجود خازني C وخاصيت القليي L از بروز پديده موسوم به رزوناس (تشد يد) ناشي مي شود .
پديده رزوناس و فرزوناس در شبكه هاي توزيع
مقدمه
با توجه به خصوصيات مناسب شبكه هاي توزيع بروز پديده هاي رزوناس وفرزناس در اين شبكه ها بسيار معمول است. به عنوان مثال استفاده عمده از فيوز وFuse-cut-out , استفاده از كابلهاي با خاصيت خازني قابل ملاحضه در مقايسه با خطوط هوايي شرايط بروز دو پديده را دراين شبكه ها فراهم مي سازد. با سوختن فيوز در يك فاز ويا قطع يك فاز توسط Fuse-cut-out , شرايطمناسب بروز پديده فراهم مي شود.
بروزپديده فرزوناس در شبكه هاي توزيع با افزايش ولتاژ وصدمه به ايزولاسيون تجهيزات فشار قوي از جمله برقگيرها كابلها و ترانسفورماتورها همراه است كه تركيدن سر كابلها انفجاربرقگيرها را موجب ميشود.به علاوه جريان نشتي برقگيرهاع غير خطي را افزايش ميدهد و از عمر ودوام انها ميكاهد.
خصوصيات و شرايط بروز پديده در شبكه هاي توزيع :
همانطور كه ميدانيم پديده فرو رزنانس در برابر خاصيت خازني مناسب C و اندوكتانس به ازاي مقادير اسمي ولتاژ و جريان روي ميدهد.هنگامي كه هسته هاي فرو مغناطيسي تجهيزات فشار قوي اشباع و در مدار با خاصيت خازني C واقع شوند شرايط بروز پديده فراهم خواهد بود.در شبكه هاي ترانسفورماتورها به طور عمده توسط كاباهاع kv 30-6 تغذيه مي شوند و كاباها از خاصيت خازني بالا بر خوردارند به طور سري با سيم پيچي ترانسفورماتورهامجهز به هسته فرومغناطيسي واقع مي باشند.كابلها به شرح فوق در محل انشعاب از خط اصلي به فيوز يا Fuse -cut- out مجهزند. در صورت سوختن فيزها يا قطع يك يا دو فاز نرانسفورماتور و كابل تغذيه ان به صورت تكفاز يا دوفاز تحت ولتاژ واقع مي شوتد. در اين حالت شرايط بروز رزنانس در مدارهاي بسته دو فاز و يا تك فاز فراهم مي شوند.مدار به شرح فوق تنها در شبكه هاي توزيع kv 30-6 مشاهده مي شود.خصوصيات مدارها به شرح فوق ا زنظر بروز پديده فرورزنانس در اين جا مورد بحث قرار ميگيرد و روش مقابله با شرح داده ميشود . از انجا كه ودارها شامل كابلها با خاصيت خازني بالا و اتصال مستقيم به ترانسفورماتورها از طريق فيوز و يا Fuse -cut- out تنها در شبكه هاي توزيع معمول بوده است در پي سوختن فيوز در شرايط يك فاز بروز پديده فراهم . شرايط بروز پديده در طي رژيم گذرا و ظهور اضافه ولتاژهاي موقت بادامنه بالا در پي بروز عيب و يا بروز رزنانس و افزايش قابل ملاحظه مقدار جريان و اشباع هسته هاي مغناطيسي فراهم مي شود . در صورت بروز پديده روزنانس و افزايش قابل ملاحظه ولتاژهسته مغناطيسي سيم پيچها اشباع گشته بروز پديده فرو رزنانس را موجب مي شود.اشباع هسته سيم پيجها و بروز پديده فرورزنانس با اضافه ولتاژها از نوع موقت همراه بوده داراي دامنه ضربه اي با فركانس چند سيكل بر ثانيه خواهند بود . افزايش ولتاژ به شرح يالا با توجه به مدت طولاني خود بالغ بر چند سيك فركانس 50ايزولاسيون داخلي تجهيزات فشار قوي از جمله ترانسفورماتورها كابلها سر كابلها ترانسفور ماتورهاي ولتاژ را تهديد مي كند و شرايط بروز قوس و تخليه را در برقگيرهابدون فاصله هوايي فراهم مي سازد . در برقگير هاي غير خطي اضافه ولتلژ به شرح فوق جريان تخليه برقگير را تا چند امپر افزايش مي دهد و انرژي حرارتي حاصل ازان دماي المانهاي غير خطي را به سرعت افزوني مي بخشذ و از عمر ودوام انها تا چندين برابر كاهش ميدهد . بر طب قمطالعلت صورت گرفته درصد عمده بروز عيب و اسيب در برقگيرهاي غير خطي د رشبكه هاي توزيع از بروز پديده فرورزنانس ناشي ميشود . به همين علت در شبكه ها و مدارها با هسته هاي فرومغناطيسي كه احتمال بروزه پديده بالاست حتي الامكان از برق گيرهاي غير خطي استفاده نشده استو از برق گيرها با فواصل هوايي استفاده مي شود.
به طور كلي بروز پديده فرو رزنانس در شبكه هاي توزيع مستلزم تشكيل مدار بسته به صورت مستقل از شبكه با خصوصيات زير است:
1-مدار بسته شامل خاصيت القايي ناشي از هسته مغناطيسي خاصيت خازني و نيروي الكتروموتوريمناسب
2-برقراري جريان در مدار بسته با مقدار بالا و كافي به منظوز اشباع هسته مغناطيسي سيم پيچها
3-امپدانس معادل شبكه از سمت سيم پيچها با مشخصه خازني (وجود خاصيت خازني قابل ملاحظه در مدار)
وجود مولفه فعال در امپدانس ديده شده (بند3) ضربات و نوسانات پديده را در ولتاژ شبكه مستهلك مي كند. به همين علت بالاترين مقدار اضافه ولتاژ ناشي از پديده فرو رزنانس در شرايط بي باري و يا بار اكتيو خالص مشاهده مي شود. در شرايط معمول و متقارن بهره برداري كه در ان تجهيزات با خاصيت خازني نظير خطوط بي بار و يا كابلهاي زميني موجودند و يا بانگهاي خازني به منظور جبران قدرت راكتيو نصب شده اند خاصيت خازني مدار با سيم پيچي مجهز به هسته فرو مغناطيسي به طور موازي واقع بوده احتمال بروز پديده فرورزنانس به علت عدم اشباع هسته مغناطيسي نا چيز خواهد بود . با اين همه احتمال بروز پديده فرورزنانس در حالت نا متقارن كميات مدار افزايش مي يابد عدم تقارون به طور عمده در هنگام قطع يك يا دو فاز شبكه روي مي دهد.به عنوان مثال هنگامي كه در پي ووصل كليد به علت اشكال و نقص فني در كليد تنها يك يا دو فاز وصل شوند و يا در خط در حال بهره برداري با سوختن فيوز و يا كار دستگاه Fuse -cut- out يك يا دو فاز قطع شوند. بروز نقص و اشكال ميكانيكي در كليد د رهنگام وصل در هر دو رديف ولتاژهاي توزيع و انتقال امكان پذير استول يعدم تقارن ناشي از سوختن فيوز و يا كار Fuse -cut- out تنها در شبكه هاي توزيع مشاهد مي شود . در اين شبكخه ها از فيو زو فيوز cut- out استفاده مي شود به همين علت احتمال بروز پديده در شبكه هاي توزيع بالاست. احتمال بروز پديده هنگامي كه نقطه نول د رشبكه توزيع ويا نقطه نول د رترانسفورماتور مورد تغذيه زمع شده باشد كاهشمي يابد و احتمال بروز پديده با افزايش خاصيت خازني مدا رافزوني مي يابد. در شبكه هاي توزيع كه بطور عمده به كابلهاي زميني مجهز اند به علت خاصيت خازني بيشتر كابلها نسبت به خطوط هوايي احتمال برو زپديده نسبت به شبكه هاي توزيع نوع هوايي فزوني مي يابد.