المكونات المتماثلة

طريقة المكونات المتماثلة

في النظام الكهربائي غير المتوازن، تكون الجهد والتيار ومقاومة الطور عادة غير متساوية. لتحليل وحل هذه الأنظمة، توفر طريقة المكونات المتماثلة، المعروفة أيضًا باسم طريقة الثلاثة مكونات، نهجًا فعالًا. هذه التقنية تبسط المشكلات المعقدة المرتبطة بأنظمة ثلاثية الطور غير المتوازنة. بينما يمكن تطبيقها على أنظمة بأي عدد من الأطوار، فإنها تستخدم بشكل رئيسي في الأنظمة الثلاثية الطور.

تتضمن العملية حل النظام الثلاثي الطور غير المتوازن إلى مكوناته المتماثلة ثم تحويل النتائج مرة أخرى إلى الدائرة الفعلية. تنقسم المكونات المتماثلة إلى ثلاثة أنواع: المكون التتابعي الإيجابي، والمكون التتابعي السالب، والمكون التتابعي الصفر.

لنفترض نظام فازوري للجهد غير المتوازن، كما هو موضح في الشكل أدناه. افترض أن الفازوريات مشار إليها بـ Va و Vb و Vc، تتبع ترتيب الطور Va، Vb، Vc. بالنسبة للمكون التتابعي الإيجابي، يبقى ترتيب الطور كما هو Va، Vb، Vc. على العكس، يحتوي المكون التتابعي السالب على ترتيب طور Va، Vc، Vb، وهو عكس الترتيب الطبيعي للطور.

مكون التتابع الإيجابي يتكون مكون التتابع الإيجابي من مجموعة من ثلاثة فازوريات. تتميز هذه الفازوريات بعدة خصائص رئيسية: أنها متساوية في الحجم، ومتباعدة بمقدار 120 درجة عن بعضها البعض، وتظهر نفس ترتيب الطور كالفازوريات غير المتوازنة الأصلية. هذا يعني أنه إذا كان ترتيب الطور لنظام ثلاثي الطور غير المتوازن الأصلي، على سبيل المثال، Va، Vb، Vc، فإن مكونات التتابع الإيجابي ستتبع أيضًا الترتيب Va1، Vb1، Vc1 بنفس التسلسل. يوضح الشكل أدناه مكون التتابع الإيجابي لنظام ثلاثي الطور غير متوازن، مما يظهر بوضوح التساوي في الحجم والتفرقة الزاوية الدقيقة بين الفازوريات. يلعب هذا المكون دورًا حاسمًا في تحليل الأنظمة الكهربائية باستخدام طريقة المكونات المتماثلة، حيث يمثل السلوك المتوازن، المماثل للسلوك الطبيعي، داخل النظام غير المتوازن.

مكون التتابع السالب

يتكون مكون التتابع السالب من مجموعة من ثلاثة فازوريات. تتميز هذه الفازوريات بخصائص مميزة: لها أحجام متطابقة، ومتباعدة زاويًا بمقدار 120 درجة عن بعضها البعض، وتظهر ترتيب طور عكسي للفازوريات غير المتوازنة الأصلية. على سبيل المثال، إذا كان ترتيب الطور لنظام ثلاثي الطور الأصلي هو Va-Vb-Vc، فإن ترتيب التتابع السالب سيكون Va-Vc-Vb.

هذا العكس في ترتيب الطور له تأثيرات مهمة على تحليل النظام الكهربائي، حيث يمكن أن يسبب أحمال غير متوازنة، وزيادة الحرارة في المعدات الكهربائية، ونبضات العزم في الآلات الدوارة. يوفر الشكل أدناه تمثيلًا بصريًا لمكون التتابع السالب، مما يبرز المقدار المتساوي والتوزيع المعاكس للتتابع (عكس التتابع الطبيعي) للفازوريات. فهم سلوك التتابع السالب أمر حاسم لتشخيص ومعالجة المشاكل في الأنظمة الكهربائية ثلاثية الطور غير المتوازنة.

مكون التتابع الصفر

يتميز مكون التتابع الصفر بمجموعة من ثلاثة فازوريات. تتميز هذه الفازوريات بنفس الحجم، وبشكل فريد، لا يوجد لها أي انزياح طوري فيما بينها. بعبارة أخرى، جميع الفازوريات الثلاثة في التتابع الصفر متناسقة تمامًا، على عكس مكونات التتابع الإيجابي والسالب حيث تكون الفازوريات متباعدة بمقدار 120 درجة. تمتلك هذه الخاصية لمكون التتابع الصفر أهمية كبيرة في تحليل أنظمة الطاقة، خاصة في حالات المتعلقة بكشف الأعطال والحماية، حيث يمكن أن تشير إلى ظروف غير طبيعية مثل أعطال الخط الواحد للأرض.

يوفر الشكل أدناه تصويرًا بصريًا واضحًا لمكون التتابع الصفر، مما يوضح كيف تتطابق هذه الفازوريات، والتي تساوي في الحجم، بسبب عدم وجود انفصال زاوي. فهم سلوك وخواص مكون التتابع الصفر ضروري لتحليل شامل لأنظمة ثلاثية الطور غير المتوازنة باستخدام طريقة المكونات المتماثلة.