شبكة التسلسل

شبكة التسلسل

التعريف

تعتبر شبكة مقاومة التسلسل كشبكة مكافئة متوازنة لنظام طاقة متوازن تحت ظروف تشغيل وهمية، حيث يوجد فقط مكون تسلسلي واحد من الجهد والتيار داخل النظام. تلعب المكونات المتماثلة دورًا حاسمًا في حساب الأعطال غير المتوازنة في مختلف العقد لنظام شبكة الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الشبكة التسلسلية الإيجابية أساسية لدراسات تدفق الحمل في أنظمة الطاقة.

يتكون كل نظام طاقة من ثلاثة شبكات تسلسلية: الشبكة التسلسلية الإيجابية والسالبة والصفرية، وكل منها تحمل تيارات تسلسلية مميزة. تتفاعل هذه التيارات التسلسلية بطريقة معينة لنمذجة سيناريوهات أعطال مختلفة. من خلال حساب هذه القيم الحالية والجهد أثناء العطل، يمكن تحديد القيم الحالية والجهد الفعلي في النظام بدقة.

خصائص شبكات التسلسل

خلال تحليل الأعطال المتماثلة، تأخذ الشبكة التسلسلية الإيجابية الأولوية. وهي متطابقة مع شبكة المعاوقة أو المقاومة التسلسلية. تشارك الشبكة التسلسلية السالبة في هيكل مشابه للشبكة التسلسلية الإيجابية. ومع ذلك، تكون قيم المعاوقة فيها ذات علامات معاكسة لتلك الموجودة في الشبكة التسلسلية الإيجابية. في الشبكة التسلسلية الصفرية، يكون الجزء الداخلي مفصلاً عن نقطة العطل، ويتم دفع تدفق التيار فقط بواسطة الجهد عند موقع العطل.

شبكة التسلسل لحساب العطل

يؤدي العطل في نظام الطاقة إلى اضطراب التشغيل المتوازن، مما يدفعه إلى حالة غير متوازنة. يمكن تمثيل هذه الحالة غير المتوازنة بمجموعة متجانسة إيجابية، ومجموعة سالبة متماثلة، ومجموعة صفرية أحادية الطور. عندما يحدث العطل، فهو مكافئ بشكل مفاهيمي لإدخال هذه المجموعات الثلاثة في النظام في نفس الوقت. يتم بعد ذلك تحديد الجهود والتيارات بعد العطل استنادًا إلى استجابة النظام لكل مجموعة من هذه المكونات.

لتحليل استجابة النظام بدقة، تعتبر المكونات الثلاثة للتسلسل ضرورية. افترض أن كل شبكة تسلسلية يمكن استبدالها بدوائر ثيفينين المكافئة بين نقطتين رئيسيتين. من خلال التبسيط، يمكن اختزال كل شبكة تسلسلية إلى مصدر جهد واحد متصل بمعاوقة واحدة، كما هو موضح في الشكل أدناه. عادة ما يتم تصوير شبكة التسلسل كصندوق، حيث يمثل أحد المحطات نقطة العطل، بينما يتوافق الآخر مع الجهد المرجعي الصافي N.

في الشبكة التسلسلية الإيجابية، يكون الجهد الثيفيني مكافئًا للجهد المفتوح VF عند النقطة F. هذا الجهد VF يمثل الجهد قبل العطل للمحطة a عند موقع العطل F، ويشار إليه أيضًا باسم Eg. على العكس من ذلك، تكون الجهود الثيفينية في الشبكات التسلسلية السالبة والصفرية صفرية. وهذا لأن الجهود التسلسلية السالبة والصفرية عند نقطة العطل في نظام طاقة متوازن تكون صفرية بشكل طبيعي.

يتدفق التيار Ia من نظام الطاقة إلى العطل. وبالتالي، يتدفق مكوناته المتماثلة Ia0 و Ia1 و Ia2 بعيدًا عن نقطة العطل F. يمكن التعبير عن المكونات المتماثلة للجهد عند نقطة العطل كما يلي:

حيث Z0 و Z1 و Z2 هي المعاوقة الكليّة المكافئة للشبكات التسلسلية الصفرية والإيجابية والسالبة حتى نقطة العطل.