بررسی پدیده رزونانس و فرورزونانس در سیستم قدرت

پدیده رزونانس در برق چیست؟

وقتی در یک مدار متشکل از سلف و خازن، در صورتیکه عناصر سلف و خازن و فرکانس منبع تغذیه دارای رابطه فیزیکی خاصی با یکدیگر شوند، ولتاژ و جریان این شبکه ها شدیداً افزایش یافته و باعث وارد آمدن صدمات زیادی به شبکه می شود که به این پدیده رزونانس می گویند.

اهمیت بررسی پدیده رزونانس

بررسی پدیده رزونانس و فرورزونانس از آنجایی اهمیت دارد که باعث صدمات زیادی به شبکه برق می شود، بنابراین با بررسی آن میتوان راه هایی برای کاهش رخ دادن این پدیده و جلوگیری از صدمات احتمالی به شبکه برق، یافت.

این افزایش جریان و ولتاژ مدار به میزان بالا اگر به روش های مناسبی کنترل و محدود نشوند می توانند باعث وارد آوردن صدمات زیادی به تجهیزات و کلید ها و همچنین باعث از بین رفتن ایزولاسیون تجهیزات فشار قوی و همچنین ایزولاسیون قسمت مختلف شبکه خواهد شد که این افزایش قابل ملاحظه جریان و ولتاژ به میزان زیاد در طی ایجاد هماهنگی خاص بین مقادیر سلف و خازن وفرکانس شبکه به پدیده رزونانس (تشدید) Resonance موسوم است.

آشنایی با پدیده رزونانس در یک شبکه الکتریکی ساده

همانطور که گفته شد در یک مدار متشکل از سلف و خازن در صورتیکه بین مقادیر فرکانس منبع تغذیه و سلف و ظرفیت خازن ارتباط فیزیکی و ریاضی خاص برقرار شود مقادیر ولتاژ و جریان این شبکه در قسمت های مختلف شدیداً افزایش یافته و باعث وارد آمدن صدمات زیادی به قسمت های شبکه می شود که جبران آن از نظر اقتصادی هزینه زیادی را دربر خواهد داشت.

فصل اول: رزونانس در شبکه های الکتریکی

• پدیده رزونانس شبکه های الکتریکی و مدل سازی ریاضی و مداری آن
• آشنایی با پدیده رزونانس در یک شبکه الکتریکی ساده
• منابع ظهور هارمونی و تأثیر آنها در بروز پدیده رزونانس
• رزونانس موازی
• نمایش گرافیکی ساده پدیده رزونانس در یک شبکه الکتریکی
• پدیده رزونانس در شبکه های توزیع و انتقال انرژی
• پدیده فرورزونانس در شبکه های الکتریکی
• بررسی پدیده فرورزونانس و کمیات موثر در بروز آن
• مقایسه پدیده رزونانس و فرورزونانس
• تأثیر وجود مقاومت اهمی در مدار L.C بدون هسته فرو مغناطیس
• تاثیر وجود مقاومت اهمی در مدار L.C دارای هسته فرو مغناطیس
• تأثیر اندوکتانس خطی در مدارهای با هسته فرومغناطیس ( اندوکتانس غیرخطی)
• بررسی دو نمونه از مدارهای مستعد در بروز پدیده ی فرورزونانس

فصل دوم: بررسی پدیده فرورزونانس

• پدیده فرورزونانس در شبکه های الکتریکی
• بررسی پدیده فرورزونانس و کمیات موثر در بروز آن
• مقایسه پدیده رزونانس و فرورزونانس
• تأثیر وجود مقاومت اهمی در مدار L.C بدون هسته فرو مغناطیس
• تاثیر وجود مقاومت اهمی در مدار L.C دارای هسته فرو مغناطیس
• نتیجه گیری نهایی
• تأثیر اندوکتانس خطی در مدارهای با هسته فرومغناطیس ( اندوکتانس غیرخطی)
• بررسی دو نمونه از مدارهای مستعد در بروز پدیده ی فرورزونانس

فصل سوم: پدیده رزونانس و فرورزونانس در شبکه های توزیع ۲۰kv

• خصوصیات و شرایط پدیده در شبکه های توزیع
• پیش بینی های مناسب جهت جلوگیری از بروز پدیده فرورزونانس
• شرح بروز پدیده رزونانس در شبکه های انتقال ولتاژ بالا
• شرایط عدم تقارن بهره برداری سه فاز در خطوط انتقال انرژی
• بروز رزونانس در خطوط انتقال انرژی ناشی از عملکرد دستگاه های وصل مجدد اتوماتیک
• تأثیر مشخصات راکتورها و ترانسفورماتور در بروز پدیده

فصل چهارم: پدیده های رزونانس در شبکه های انتقال انرژی

• شرح بروز پدیده رزونانس در شبکه های انتقال ولتاژ بالا
• شرایط عدم تقارن بهره برداری سه فاز در خطوط انتقال انرژی
• تأثیر مشخصات راکتورها و ترانسفورماتور در بروز پدیده

فصل پنجم: اشباع هسته مغناطیسی در تجهیزات قدرت

• شرایط اشباع هسته مغناطیس
• نحوه بررسی اشباع هسته در تجهیزات دارای هسته مغناطیس در بروز پدیده فرورزونانس

فصل ششم: فرورزونانس در شبکه های انتقال انرژی

• خصوصیات بروز پدیده در شبکه های انتقال انرژی الکتریکی
• فرورزونانس در هارمونی های بالا
• فرورزونانس در هارمونی های پایین
• بروز پدیده فرورزونانس در خطوط مستقل با تغذیه از یک انتها
• اضافه ولتاژ های گذرای انتهای خطوط
• شرایط بروز پدیده فرورزونانس
• آزمایش های انجام شده در دو نمونه واقعی
• آزمایش ها در خط

فصل هفتم: مدارهای مناسب بروز پدیده فرورزونانس

• فرورزونانس تک فاز در خطوط انتقال انرژی
• فرورزونانس در خطوط مجهز به کلید با خازن موازی
• فرورزونانس در شینه های ذخیره (spare) ایستگاه
• بروز پدیده فرورزونانس در شینه های با اتصال مدرن از نوع ۲/۳ و ۳/۴ کلید
• فرورزونانس در مدار ثانویه ترانسفورماتور های ولتاژ خازنی
• مشخصات احتمال بروز پدیده فرورزونانس

فصل هشتم: تاثیر برقگیرها و پدیده فرورزونانس

• ساختار برقگیر های MOA و نقش اضافه ولتاژ های فرکانس ۵۰ در عمر و دوام آنها
• تاثیر اضافه ولتاژ ناشی از پدیده فرورزونانس در کار برقگیرها
• کار برقگیر ها در شبکه های توزیع زیر زمینی و بروز پدیده فرو رزونانس
• جریان تخلیه برقرار شده در برقگیرها در برابر اضافه ولتاژهای فرو رزونانس
• پایداری حرارتی برقگیرها در برابر هدایت تناوبی و غیر تناوبی
• کمیات مؤثر در افزایش دمای برقگیر در قبال پدیده فرو رزونانس

فصل نهم: اضافه ولتاژها در سیستم قدرت

• آشنایی کلی با تأثیر اضافه ولتاژ در سیستم قدرت
• تعریف واژه ایزولاسیون در تجهیزات بکار رفته در سیستم قدرت
• خصوصیات ایزولاسیون شبکه
• مفهوم اضافه ولتاژهای قطع و وصل
• انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبکه
• اضافه ولتاژ های رعد و برق یا اضافه ولتاژ های خارجی
• شرایط بروز اضافه ولتاژ های موقت

فصل دهم: اضافه ولتاژ های موقت در شبکه های انتقال انرژی

• تاثیر اضافه ولتاژ های موقت ناشی از بروز عیب در شبکه
• اضافه ولتاژها موقت ناشی از قطع خطوط پر بار
• ارتباط اضافه ولتاژ های موقت بی باری خط با مشخصات شبکه
• اضافه ولتاژهای موقت ناشی از بروز عیب در انتهای خطوط باز
• اضافه ولتاژ های موقت ناشی از قطع کلید ها در خطوط اصلی
• قطع کلید ها در دو انتهای خطوط با قدرت اتصال کوتاه مختلف شبکه های تغذیه و پارالل نمودن مجدد
• نحوه کاهش اضافه ولتاژ های موقت در خطوط انتقال انرژی با ولتاژ بالا
• کاهش طول خط از طریق نصب ایستگاه های واسطه
• متعادل کردن امپدانس موجی خط
• تأثیر متعادل کردن امپدانس موجی در شرایط پایداری خط
• متعادل نمودن امپدانس موجی خط توسط راکتور شنت
• اضافه ولتاژهای ناشی از سنکرونیزاسیون یا پارالل شبکه ها در خطوط انتقال انرژی

فصل یازدهم: اضافه ولتاژ گذرا یا Traveling Wave

• اضافه ولتاژ های گذرا ناشی از قطع و وصل در شبکه های انتقال انرژی الکتریکی
• رژیم گذرای ناشی از قطع و وصل کلید ها
• شرایط بروز اضافه ولتاژ های گذرا
• اضافه ولتاژهای گذرا ناشی از بروز عیب در خطوط انتقال انرژی
• اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از قطع کلید خطوط
• نحوه کاهش اضافه ولتاژ های گذرا ناشی از قطع جریان های القائی
• محافظت راکتورهای متصل به خطوط انتقال انرژی توسط برقگیرها‌
• اضافه ولتاژ های گذرا ناشی از بروز رزونانس در خط

فصل دوازدهم: اضافه ولتاژ های گذرا ناشی از کار دستگاه های وصل مجدد اتوماتیک سه فاز وتک فاز

• نحوه کار دستگاه های وصل مجدد اتوماتیک خط
• پدیده های حاصل از وصل مجدد اتوماتیک خط
• پدیده بارهای باقیمانده درخط
• پدیده موجهای انعکاسی در خط

فصل سیزدهم: کاهش دامنه اضافه ولتاژ های ناشی از کار دستگاه های وصل مجدد اتوماتیک

• تاثیر دامنه اضافه ولتاژ ها در سطح ایزولاسیون شبکه
• طرق گوناگون کاهش دامنه اضافه ولتاژها
• تخلیه بارهای الکتریکی باقیمانده در خط
• نحوه تخلیه بارهای الکتریکی باقیمانده در خطوط انتقال انرژی
• تخلیه بارهای الکتریک باقیمانده توسط ترانسفورماتور های قدرت راکتورو IVT ها
• تخلیه بارهای الکتریکی باقیمانده از طریق ترانسفورماتور های ولتاژ مغناطیس
• نصب مقاومت های موازی با کلید
• طرز کار کلید مجهز به مقاومت وصل
• کلیدهای با دو مرحله مقاومت موازی وصل
• بررسی تخلیه بارها الکتریکی باقیمانده در خط توسط مقاومت های وصل
• خطوط ۴۰۰ کیلو ولت در ایستگاه اصفهان عبارتند از
• کنترل لحظه وصل کلید