جريان‌های نامتقارن

[spow 44197]

جريان‌هاي نامتقارن

عوامل ايجاد جريان‌هاي نامتقارن در شبكه قدرت به شرح زير می باشند.

1- اتصال كوتاه نامتقارن : در خطوط انتقال طويل، دامنه جريان مولفه منفي در اين حالت بيشترين مقدار است

2- هاديهاي باز در شبكه : عملكرد غلط يكي يا بيشتر از قطبهاي كليد قدرت به‌هنگام كليد‌زني و يا قطع يكي از فازها، مصداق اين مورد می باشند.

3- شبكه قدرت نامتقارن:عدم ترانسپوزه بودن خطوط انتقال نيرو

4-بارهاي نامتعادل

صدمات ناشي از ميدان مولفه‌ منفي جريان (حاصل از عدم تقارن بار) بر ژنراتور:

در صورتي كه بار الكتريكي تقارن خود را از دست بدهد، جريان ژنراتور به سه مولفه مثبت، منفي و صفر قابل تجزيه است. اثر مولفه مثبت همانند بار متعادل است و مساله‌اي بوجود نمي‌آورد. مولفه صفر نيز ميدان گردان پديد نمي‌آورد. مولفه منفي جريان ميداني در خلاف جهت گردش روتور پديد مي‌آورد اين ميدان نسبت به روتور با دو برابر سرعت سنكرون گردش مي‌كند و به همين جهت جريان‌هايي با دو برابر فركانس سيستم در سطح روتور، حلقه انتهايي نگهدارنده روتور، گوه‌ها و شيار روتور در درجات كمتر در سيم‌پيچ‌هاي ميدان (روتور) القاء مي‌كند و باعث تلفات اضافي در روتور مي‌شود. تلفات اضافي ناشي از جريان مولفه منفي استاتور، ابتدا در سطح روتور نمايان مي‌شود كه باعث برافروخته شدن سطح روتور و افزايش شديد درجه حرارت هسته روتور و خرابي ايزولاسيون سيم‌پيچي روتور در يك زمان بسيار كوتاه مي‌شود، سپس در گوه‌هاي شيار تاثير گذاشته كه اگر مقدار آن زياد باشد اين گوه‌ها را از جاي خود كنده و در طول شيار در جهت محوري حركت داده تا جايي كه به حلقه‌هاي نگهدارنده انتهايي برخورد كرده و باعث خرد شدن آنها می شوند (لازم به ذكر است كه حلقه‌هاي نگهدارنده مذكور داراي قيمت بالا و بشكل ارزي تامين مي‌شوند).

جريان‌هاي مولفه منفي را در دو دسته كلي زير تقسيم مي‌توان كرد:

الف) جريان نامتقارن كوتاه مدت

ب) جريان نامتقارن بلندمدت

جريان نامتقارن كوتاه مدت نظير اتصال كوتاه يك فاز به زمين است كه بعد از مدت كوتاهي ممكن است قطع شود.

جريان نامتقارن بلند مدت نظير بارهاي نامتقارن هستند كه ممكن است براي مدت طولاني ادامه داشته باشد.

اين دو پديده باعث افزايش درجه حرارت و گشتاور نوساني ضربه‌اي در محور روتور و هسته استاتور مي‌شوند كه اثرات حرارتي پديده كوتاه‌مدت را در طراحي ژنراتورها به عنوان مبنا در قدرت مشخصه مواد و در شدت تلفات قسمت‌هاي محيطي روتور قرار مي‌دهند.