مبدأ قطع خطوط کوتاه مدار (SLF) در شبکه توسط برشکنندهها
ولتاژ بازیابی موقت با فرکانس بالا (TRV) در خطوط انتقال
هنگامی که خرابی در یک خط انتقال در محدودهای از ۱۰۰ متر تا چند کیلومتر رخ میدهد، نیاز به یک برشکننده داریم تا خرابی خط کوتاه (SLF) را برطرف کند. فرآیند برطرف کردن خرابی توسط برشکننده میتواند منجر به ایجاد ولتاژ بازیابی موقت (TRV) با نرخ افزایش شیبدار شود که غالباً شبیه یک موج دندانهای است. این پدیده ناشی از اغتشاشات با فرکانس بالا است که توسط موجهای سفری که در طول خط حرکت میکنند و بین پایانه برشکننده و محل خرابی بازتاب مییابند، ایجاد میشود.
پدیدههای کلیدی در زمان قطع خرابی
اغتشاشات با فرکانس بالا و موج دندانهای:
هنگامی که برشکننده جریان خرابی را تحت شرایط SLF قطع میکند، اغتشاشات با فرکانس بالا به دلیل تغییرات سریع در جریان و ولتاژ ایجاد میشوند. این اغتشاشات منجر به TRV با نرخ افزایش شیبدار میشود که میتوان آن را به صورت یک موج دندانهای یا مثلثی تصور کرد.
شکل دندانهای به دلیل موجهای سفری که در طول خط انتقال حرکت میکنند و بین پایانه برشکننده و محل خرابی بازتاب مییابند، ایجاد میشود. هر بازتاب به رفتار نوسانی TRV کمک میکند و منجر به چندین قله و دره در موج ولتاژ میشود.
اغتشاشات در سمت منبع:
در سمت منبع برشکننده (سمت متصل به سیستم توان)، ولتاژ در پایانه برشکننده به سطح ولتاژ سیستم بازمیگردد که معمولاً ولتاژ در پایانه ترانسفورماتور است. این انتقال باعث ایجاد یک اغتشاش با فرکانس توان (مثلاً ۵۰ هرتز یا ۶۰ هرتز) در مدار منبع میشود.
اغتشاش با فرکانس توان ناشی از تغییر ناگهانی در ساختار مدار زمانی است که خرابی برطرف میشود و باعث پاسخ موقت در سیستم میشود. این اغتشاش به تدریج با گذشت زمان کاهش مییابد زیرا سیستم پایدار میشود.
اغتشاشات در سمت خط:
در سمت خط برشکننده (سمت متصل به خط انتقال)، ولتاژ در پایانه برشکننده پس از قطع خرابی به حدود پتانسیل زمین کاهش مییابد. این کاهش باعث ایجاد یک اغتشاش دیگر میشود، اما این بار با شکل دندانهای (مثلثی) به دلیل موجهای سفری و بازتابی در طول خط است.
مدار سمت خط میتواند به عنوان یک مدار پارامتر توزیعشده با کمتنزل مدلسازی شود. بازتابها بین پایانه برشکننده و محل خرابی باعث میشوند ولتاژ نوسان کند و موج دندانهای را ایجاد کند. فرکانس این اغتشاشات بسیار بالاتر از فرکانس توان است و تحت تأثیر سرعت انتشار موجها و فاصله بین برشکننده و خرابی است.
تقریب مدار سمت خط
مدار سمت خط میتواند به عنوان یک مدار با پارامترهای توزیعشده مانند مقاومت، القایی و ظرفیت بر واحد طول مدلسازی شود. این مدل به درک رفتار موجهای سفری و بازتابهای آنها کمک میکند. ویژگیهای کلیدی این مدل عبارتند از:
تاخیر انتشار: زمان لازم برای حرکت یک موج از پایانه برشکننده به محل خرابی و بازگشت آن.
ضریب بازتاب: نسبت دامنه موج بازتابی به دامنه موج وارد شونده که به عدم تطابق امپدانس بین خط و خرابی بستگی دارد.
کاهش: کاهش دامنه موج در طول حرکت آن در خط که تحت تأثیر مقاومت و هدایتپذیری خط است.
موجهای TRV در پایانههای برشکننده و سمت خط
موجهای TRV مشاهده شده در پایانههای برشکننده و سمت خط میتوانند به صورت زیر خلاصه شوند:
سمت منبع (پایانه برشکننده):
ولتاژ به سطح ولتاژ سیستم بازمیگردد و باعث ایجاد یک اغتشاش با فرکانس توان میشود.
اغتشاش نسبت به اغتشاشات با فرکانس بالا در سمت خط کندتر است.
سمت خط (پایانه برشکننده):
ولتاژ به حدود پتانسیل زمین کاهش مییابد و باعث ایجاد یک موج دندانهای (مثلثی) با فرکانس بالا میشود.
شکل دندانهای به دلیل تغییرات سریع ولتاژ ناشی از موجهای سفری و بازتابی در طول خط است.
نمایش تصویری موجهای TRV
یک شکل معمول که موجهای TRV در پایانههای برشکننده و سمت خط را نشان میدهد شامل موارد زیر است:
TRV سمت منبع: یک موج با افزایش تدریجی به ولتاژ سیستم، به دنبال آن یک اغتشاش با فرکانس توان.
TRV سمت خط: یک موج با کاهش تیز به نزدیک صفر، به دنبال آن یک سری از قلهها و درههای با فرکانس بالا که یک شکل دندانهای یا مثلثی را تشکیل میدهند.
