مصادر الاضطرابات في الشبكات الكهربائية

الهارمونيكا

التوافقيات العليا (المضاعفات) هي الفولتية أو التيارات الجيبية التي يختلف ترددها عن التردد الأساسي بعدد صحيح من المرات.

تحدث التشوهات التوافقية للجهد والتيارات بسبب وجود عناصر أو معدات في شبكات ذات خاصية الجهد غير الخطي. المصادر الرئيسية للتداخل التوافقي هي المحولات والمعدلات وأفران الحث والقوس ومصابيح الفلورسنت. تعد أجهزة التلفزيون أكثر مصادر التداخل التوافقي شيوعًا في المعدات المنزلية. يمكن أيضًا إنشاء مستوى معين من الاضطرابات التوافقية بواسطة معدات نظام الطاقة: الآلات الدوارة والمحولات. ومع ذلك ، كقاعدة عامة ، هذه المصادر ليست هي المصادر الرئيسية.

المصادر الرئيسية للتوافقيات المتعددة هي: محولات التردد الثابتة ، والمحولات الحلقية ، والمحركات غير المتزامنة ، وآلات اللحام ، وأفران القوس ، وأنظمة التحكم في تيار التردد المتراكب.

تتكون محولات التردد الثابت من مقوم تيار متردد إلى تيار مستمر ومحول تيار مستمر إلى تيار متردد بالتردد المطلوب.يتم تعديل جهد التيار المستمر بواسطة تردد خرج المحول ، مما يؤدي إلى ظهور توافقيات متعددة في تيار الإدخال.

تُستخدم محولات التردد الثابت بشكل أساسي للمحركات متغيرة السرعة ، والتي يتطور تطبيقها بسرعة. يتم توصيل المحركات التي تصل سعتها إلى عدة عشرات من الكيلووات مباشرةً بشبكات الجهد المنخفض ، والمحركات الأكثر قوة بشبكات الجهد المتوسط ​​من خلال محولاتها الخاصة. هناك العديد من مخططات التنفيذ محولات التردد الثابتة ذات الخصائص المختلفة. تعتمد ترددات التوافقيات المتعددة على تردد الخرج وتردد النبض للمحول. تُستخدم محولات مماثلة أيضًا للأفران التي تعمل بترددات متوسطة.

المحولات الدوارة هي محولات ثلاثية الطور عالية الطاقة (عدة ميغاوات) تقوم بتحويل تيار ثلاثي الطور من التردد الأصلي إلى تيار ثلاثي الطور أو أحادي الطور بتردد منخفض (عادة أقل من 15 هرتز) ، ويستخدم لتوليد الطاقة بسرعة منخفضة ، محركات عالية الطاقة. وهي تتكون من مقومين يمكن التحكم فيهما يقومان بالتيار بالتناوب في اتجاه واحد أو آخر. تستخدم المحولات الحلقية في حالات نادرة جدًا. تصل التيارات المتناغمة إلى 8-10٪ من تيار التردد الأساسي. نظرًا للقوة العالية للمحولات الحلقية ، فهي متصلة بشبكات ذات طاقة ماس كهربائى عالية ، بحيث تكون الفولتية المتداخلة منخفضة. أظهرت القياسات التي أجريت في اثنتين من هذه التركيبات في سويسرا أن قيمها في شبكات 50 و 220 كيلو فولت لا تتجاوز 0.1 ٪ من الجهد الاسمي.

يمكن للمحركات الحثية في بعض الحالات أن تولد تفاعلات متداخلة بسبب الفجوة بين الجزء الثابت والدوار ، خاصة عندما تقترن بتشبع الفولاذ. عند سرعة الدوار العادية ، تكون الترددات البينية في النطاق 500-2000 هرتز ، ولكن عند بدء تشغيل المحرك ، فإنها "تمر" عبر نطاق التردد بأكمله إلى قيمة الحالة المستقرة. يمكن أن يكون التداخل من المحركات كبيرًا عند تثبيته في نهاية خط جهد منخفض طويل (أكثر من كيلومتر واحد). تم قياس تفاعلات تفاعلية تصل إلى 1٪ في هذه الحالات.

تنتج آلات اللحام وأفران القوس الكهربائي طيفًا واسعًا ومستمرًا من التوافقيات. ترددات التوافقيات والتناغمات المتولدة بواسطة معدات المحول.

انحراف الجهد

تنجم انحرافات الجهد عن التغيرات في حمل المستهلك خلال النهار والتشغيل المقابل لأجهزة تنظيم الجهد (المحولات المزودة بمفاتيح الحمل).

تقلبات الجهد

تقلبات الجهد هي سلسلة من التغييرات العشوائية أو العشوائية. دورية.

تحدث تقلبات الجهد بسبب تشغيل المستقبلات الكهربائية ذات الطبيعة المتغيرة بشدة لاستهلاك الطاقة وتحدث أثناء تشغيل المعدات التالية: آلات اللحام والقوس ، وطواحين الدرفلة ، والمحركات القوية ذات الحمولة المتغيرة ، وأفران القوس الكهربائي لإنتاج فُولاَذ. يمكن أن تحدث تغيرات مفاجئة في الجهد أيضًا عند تبديل الأحمال والمعدات الكهربائية (على سبيل المثال: بنوك المكثفات).

انخفاض الجهد على المدى القصير

انخفاضات الجهد على المدى القصير هي انخفاضات غير متوقعة في الجهد مع استعادتها بعد فترة زمنية من عدة فترات تردد أساسية إلى عدة درجات كهربائية.

يحدث انخفاض الجهد على المدى القصير بسبب عمليات التبديل في أنظمة الطاقة المرتبطة بالدوائر القصيرة ، وكذلك عن طريق بدء تشغيل المحركات القوية. لا يمكن إزالة عدد معين من هذه الأعطال الناتجة عن تشغيل أتمتة أنظمة الطاقة للتخلص من الدوائر القصيرة ، ويجب على المستخدمين أخذ هذه الحقيقة في الاعتبار.

نبضات الجهد

مصادر نبضات الجهد هي عمليات تبديل في الشبكات وأنظمة الطاقة والعواصف الرعدية.

عدم اتزان نظام الجهد ثلاثي الأطوار

يحدث عدم تناسق نظام الجهد ثلاثي الطور إذا كانت جهود الطور أو الطور غير متساوية في السعة أو كانت زاوية الإزاحة بينهما لا تساوي 120 el. يشيد.

يمكن أن يكون سبب عدم تناسق نظام الجهد ثلاثي الطور هو ثلاثة أسباب: عدم تناسق معلمات الخطوط العلوية بسبب عدم وجود تبديل الأسلاك أو استخدام دورات النقل الممتدة. يتجلى هذا العامل بشكل أساسي في خطوط الجهد العالي ؛ عدم المساواة في أحمال الطور بسبب توزيعها غير المتكافئ بين المراحل (عدم تناسق النظام) أو عدم التزامن في تشغيلها (احتمالية عدم التماثل) ؛ - الأنماط غير المرحلية لخطوط الطاقة (بعد انقطاع إحدى المراحل بسبب التلف).

عادة ما تكون درجة عدم توازن الجهد الناجم عن عدم تناسق معلمات خط الطاقة صغيرة (تصل إلى 1٪).يحدث عدم التناسق الأكثر أهمية عندما تعمل خطوط الطاقة في أوضاع طور غير مكتمل ، ولكن هذه الأنماط نادرة جدًا. لذلك ، فإن السبب الرئيسي الأكثر شيوعًا لاختلال التوازن هو حمل الشبكة.

في الشبكات الصناعية ، يمكن أن تكون مصادر عدم التناسق: أحمال قوية أحادية الطور ، أفران الصهر والتسخين بالحث ، وحدات اللحام ، أفران صهر الخبث الكهربائي ؛ مستقبلات كهربائية ثلاثية الطور تعمل في وضع غير متماثل لفترة طويلة ، أفران فولاذية بالقوس الكهربائي.

انحراف التردد

تحدث انحرافات التردد بسبب عدم التوافق بين طاقة المولدات المولدة للكهرباء والحمل المستهلك. عندما تتجاوز طاقة المولد طاقة الحمل ، تزداد سرعة المولدات ويزداد التردد بشكل متناسب. تزداد الطاقة التي يستهلكها الحمل أيضًا ؛ عند قيمة تردد معينة ، يحدث توازن بين الطاقة المولدة والمستهلكة. لوحظ نمط مماثل لخفض التردد إذا تجاوزت قدرة الحمل طاقة المولدات.