مبدأ انقطاع خطوط القصر (SLF) في الشبكة بواسطة قواطع الدائرة
الجهد العابر المسترد عالي التردد (TRV) في خطوط النقل
عند حدوث عطل في خط النقل على مسافة تتراوح بين 100 متر إلى عدة كيلومترات، يتم استخدام قاطع دارة (CB) لإزالة عطل الخط القصير (SLF). يمكن أن يؤدي عملية إزالة العطل بواسطة قاطع الدارة إلى توليد جهد عابر مسترد (TRV) بارتفاع حاد، غالبًا ما يشبه شكل الموجة المنشارية. هذا الظاهرة ناتجة عن التذبذبات ذات التردد العالي التي يولدها الأمواج السائرة التي تنتشر على طول الخط وتتعرض للانعكاس بين محطة قاطع الدارة ونقطة العطل.
الظواهر الرئيسية أثناء انقطاع العطل
التذبذبات ذات التردد العالي وموجة المنشار:
عندما يقوم قاطع الدارة بإيقاف تيار العطل تحت ظروف SLF، يتم توليد التذبذبات ذات التردد العالي بسبب التغيرات السريعة في التيار والجهد. هذه التذبذبات تؤدي إلى TRV بارتفاع حاد، والتي يمكن رؤيتها على شكل موجة منشارية أو مثلثة.
يتم إحداث شكل المنشار بواسطة الأمواج السائرة التي تنتشر على طول خط النقل وتتعرض للانعكاس بين محطة قاطع الدارة وموقع العطل. كل انعكاس يساهم في السلوك التذبذبي لـ TRV، مما يؤدي إلى وجود العديد من القمم والوديان في موجة الجهد.
التذبذبات على الجانب المصدر:
على الجانب المصدر لقاطع الدارة (الجانب المتصل بنظام الطاقة)، يعود الجهد عند محطة قاطع الدارة إلى مستوى جهد النظام، والذي يكون عادةً الجهد عند محطة المحول. يتسبب هذا الانتقال في حدوث تذبذب بتكرار الطاقة (مثل 50 هرتز أو 60 هرتز) في دائرة المصدر.
يكون التذبذب بتكرار الطاقة نتيجة للتغيير المفاجئ في تركيب الدائرة عند إزالة العطل، مما يتسبب في استجابة عابرة في النظام. يتلاشى هذا التذبذب تدريجيًا مع مرور الوقت حيث يستقر النظام.
التذبذبات على الجانب الخط:
على الجانب الخط لقاطع الدارة (الجانب المتصل بخط النقل)، ينخفض الجهد عند محطة قاطع الدارة إلى مستوى الجهد الأرضي تقريبًا بعد إيقاف العطل. هذا الانخفاض يخلق تذبذبًا آخر، ولكن هذه المرة يتميز بموجة منشارية (مثلثة) بسبب الأمواج السائرة والمتعرضة للانعكاس على طول الخط.
يمكن تقريب دائرة الجانب الخط كدائرة ذات معلمات موزعة وبأضعاف صغيرة. الانعكاسات بين محطة قاطع الدارة وموقع العطل تسبب تذبذب الجهد، مما يخلق موجة المنشار. تكون ترددات هذه التذبذبات أعلى بكثير من تردد الطاقة وتتأثر بسرعة انتشار الأمواج وبمسافة بين قاطع الدارة والعطل.
تقريب دائرة الجانب الخط
يمكن نمذجة دائرة الجانب الخط كدائرة بأضعاف صغيرة ومعلمات موزعة، مثل المقاومة والسعة والحدة لكل وحدة طول. يساعد هذا النموذج في فهم سلوك الأمواج السائرة وأنعكاساتها. تشمل الخصائص الرئيسية لهذا النموذج:
تأخير الانتشار: الوقت الذي يستغرقه موجة للسفر من محطة قاطع الدارة إلى نقطة العطل وإلى العودة.
معامل الانعكاس: نسبة مطال الموجة المنعكسة إلى مطال الموجة الوافدة، والتي تعتمد على عدم التطابق بين المعاوقة للخط والمعاوقة للعطل.
الأضعاف: تقليل مطال الموجة أثناء سفرها على طول الخط، والذي يتأثر بمقاومة الخط ومراعاته.
أشكال موجات TRV عبر محطات قاطع الدارة والجانب الخط
يمكن تلخيص أشكال موجات TRV المرصودة عبر محطات قاطع الدارة وعلى الجانب الخط كما يلي:
الجانب المصدر (محطة قاطع الدارة):
يعود الجهد إلى مستوى جهد النظام، مما يتسبب في تذبذب بتكرار الطاقة.
يكون التذبذب أبطأ نسبيًا مقارنة بالتذبذبات ذات التردد العالي على الجانب الخط.
الجانب الخط (محطة قاطع الدارة):
ينخفض الجهد إلى مستوى الجهد الأرضي تقريبًا، مما يؤدي إلى موجة منشارية (مثلثة) ذات تردد عالي.
يكون الشكل المنشاري نتيجة للتغيرات السريعة في الجهد بسبب الأمواج السائرة والمتعرضة للانعكاس على طول الخط.
التمثيل البصري لأشكال موجات TRV
سيوضح الشكل النموذجي لأشكال موجات TRV عبر محطات قاطع الدارة وعلى الجانب الخط:
TRV الجانب المصدر: موجة برفع تدريجي إلى جهد النظام، تليها تذبذب بتكرار الطاقة.
TRV الجانب الخط: موجة بانخفاض حاد إلى صفر تقريبًا، تليها سلسلة من القمم والوديان ذات التردد العالي، تشكل شكل منشاري أو مثلث.
