دانلود مقاله بررسی خازن برقگیر ژنراتور و محاسبات آن

دسته بندي حالتهاي گذرا
حالتهاي گذرا را در قبل بر اساس فركانس و زمان اثر آنها برشمرديم حال به بررسي اين پديده‌ها و علل و بروز آنها و سرعت آنها مي پردازيم.
الف) حالتهاي گذرا فوق سريع – ( پديده موج)
اين نوع پديده هاي گذرا از تخليه الكتريكي جوي روي خطوط انتقال و قطع و وصل هاي سريع كه معمولا در شبكه ايجاد مي گيرد ناشي مي شود. اين حالتهاي گذرا سرشتي كاملا الكتريكي دارند و تنها در خطوط انتقال ديده مي شوند. از نظر فيزيكي اختلال از اين نوع منجر به يك موج الكترومغناطيسي مي شود كه با سرعتي نزديك به سرعت نور در طول خطوط منتشر مي شود و موجب افزايش دامنه امواج برگشتي در پايانه هاي خط مي گردد كه بعد از چند رفت و برگشت در طول خط در طي چند ثانيه به دليل تلفات موجود در خطوط اين امواج به صورتي تضعيف مي شوند و پس از چند رفت و برگشت از بين مي روند.
اين حالتهاي گذرا باعث صدمه رساندن به عايقهاي ترانسها و ژنراتورهاي سنكرون و عايق خطوط و همچنين موتورهاي سنكرون مي گردند كه پس از صدمه رساندن به عايق ومقره ها باعث مي گردند كه اتصال كوتاهي يا حالت گذرا خطايي در آن نقطه بوجود بيايد. كه در تست عايقي انواع مقاومت در مقابل اضافه ولتاژها و همچنين اتصال كوتاهها و صاعقه ها در آزمايشگاه فشار قوي اين موارد مورد بررسي كافي قرار مي گيرند كه براي جلوگيري و يا حتي عدم بروز جنين حالت گذرايي منجر به طراحي مقره ها و يا حتي منجر به طراحي فاصله هوايي مناسب و طراحي و ساخت عايقهايي كه قدرت تحمل ولتاژهاي گذرا را داشته باشند و حتي در مواردي هم كه بتوانيم صدمه زدن ولتاژهاي گذرا به تجهيزات جلوگيري كنيم. برقگيرهايي را با توجه به امواج گذراي آن طراحي مي كنيم. كه براي محافظت از تجهيزاتي مثل ترانس و ژنراتور در كليدهاي قدرت آنها برقگيرهايي مناسب نصب مي كنند تا بارهاي الكتريكي گذرا از اين طريق به زمين انتقال پيدا كند كه همانطور كه ديديم اين قسمت از حالتهاي گذرا مبنايي براي انتخاب سطح عايق بندي و تجهيزات خط خواهد بود.
ب) حالتهاي گذراي نيمه سريع «‌پديده اتصال كوتاه »
تعداد زيادي اتصال كوتاه كه در خطوط انتقال بدون حفاظ روي مي دهند ناشي از شكست الكتريكي عايقها براثر موجهاي توليد شده مي باشند. و يا خرابي در مقره ها و عواملي مثل باران و برف و يخ زدگي مقره ها و همچنين برخورد اجسام خارجي با خطوط و ساير عوامل مكانيكي ديگر باعث چنين پديده اي مي گردد. بدين منظور است كه در سيستم ما انواع و اقسام اتصال كوتاههاي خطوط اتفاق مي افتد كه به بررسي انواع اتصال كوتاهها مي پردازيم.

1- اتصال كوتاه براثر برخورد سه فاز به يكديگر بوجود مي آيد . اتصال سه فاز ممكن است مستقيما و با امپدانس صفرصورت گيرد و يا از طريق سه آمپدانس مساوي Zf بين هر فاز و نقطه صفر(زمين)‌بوقوع بپيوندد.
2- اتصال كوتاه دوفاز به همديگر
در اين صورت بايد دو وضعيت مورد بررسي قرار گيرد. در حالت اول دوفاز فقط به يكديگر وصل مي شوند. ودر حالت دوم دوفاز همزمان به زمين نيز متصل مي گردند.
3- اتصال كوتاه يك فاز به زمين :در حالتي است كه فقط براي يك فاز حطا اتفاق بيافتد و دو فاز ديگر سالم هستند.
4- از هم گسيختگي و يا پارگي هاديهاي خط انتقال
اغلب اتصال كوتاهها در سيستم هاي قدرت بيش از 75% از نوع اتصال كوتاه يك فاز به زمين مي باشد كه معمولا براثر شكست الكتريكي و ايجاد جرقه روي مقره ها پديد مي آيند. احتمال وقوع اتصال كوتاه دوفاز نيز بيشتر از اتصال كوتاه متقارن مي باشد. گرچه احتمال وقوع اتصال كوتاه متقارن بسيار كم ( حدود 5%) مي باشد ليكن بسياري از محاسبات كلاسيك سيستم ها نظير انتخاب كليدهاي قدرت بررسي پايداري گذرا و حفاظت از سيستم هاي قدرت برمبناي جريانهاي اتصال كوتاه متقارن بنا شده اند.
ظرفيت انتقال قدرت يك خط انتقال براثر اتصال كوتاه متقارن به صفر مي رسد در حاليكه در اتصال كوتاههاي نامتقارن قسمتي از قدرت قبلي خط منتقل مي گردد.
علاوه بركاهش ظرفيت انتقال قدرت ، جريانهاي زياد اتصال كوتاه مي تواند به وسائل و تجهيزات سيستم آسيب برساند و لذا محل هاي اتصال كوتاه شده در اسرع وقت بايد از سيستم قدرت جدا شوند.
بنابر اين مطالعه سيستم قدرت در شرايط اتصال كوتاه براي حفاظت سيستم و تعيين مقادير نامي كليدهاي قدرت در رله ها و وسايل حفاظتي و برق گيرها كاملا ضروري مي باشد.
بسياري از اتصال كوتاهها موقتي بود و بخودي خود برطرف مي گردند. بهمين منظور در عمل در بعضي نقاط سيستم از كليدهاي وصل مجدد استفاده مي گردد. اين كليدها پس از وقوع اتصال كوتاه يك يا دوبار و يا بيشتر وصل مي شوند تا از برطرف شدن اتصال كوتاه مطمئن شونداگر پس از يك ، دو يا چند باروصل مجدد هنوز اتصال كوتاه برقرار باشد كليد به طور دائمي بازخواهند ماند. زمان كلي عمل اين كليدها ممكن است تا يك ثانيه نيز بطول انجامد.
اتصال كوتاه متقارن باعث مي شود تا ظرفيت انتقال توان يك خط به سرعت صفر برسد، اتصال كوتاههاي دوفاز باهم و زمين تكفاز بازمين باعث از كارافتادن خط خواهد شد.
اتصال كوتاههايي كه در سيستم روي مي دهند نه تنها باعث قطع كامل شارژ انرژي ، باعث افزايش انرژي در بخشهايي از سيستم مي شوند. بلكه دامنه خودآنها ممكن است به مراتب بيشتر از جريان نامي ژنراتورها و ترانسفورماتورهاي سيستم باشد. كه تداوم شارژ چنين جريانهايي باعث بالارفتن دماي تجهيزات و آسيب رساندن به سيستم قدرت وتجهيزات و ژنراتورها مي‌باشد.

ج) حالتهاي گذراي كند ( پايداري در شرايط گذرا)
يك اتصال كوتاه باعث فروپاشي ولتاژهاي باس سيستم است. با كاهش ناگهاني ولتاژهاي ژنراتور توان خروجي آن بي آن نيز به سرعت كاهش مي يابد. چون در لحظاتي پيش از آنكه كنترل كننده هاي مكانيكي توربين وارد عمل شوند. توان ورودي به ژنراتور ثابت ميماند.
. در نتيجه هر كدام از ژنراتورها در معرض يك گشتاور شتاب دهنده واقع مي شوند كه در صورت تداوم ميتواند به خطرناك ترين حالتهاي گذاري يك سيستم قدرت يعني نوسانات مكانيكي روتور ماشين سنكرون منجر مي شود (SSR) كه چنين اتفاقي باعث خاموشي بخشي از سيستم قدرت يا تمامي آن مي‌شود