چکیده
تغییرات نامتعارف در دامنه ولتاژ به عنوان اختلال کیفیت توان شناخته میشود. با توجه به شدت و دوره زمانی این تغییرات دامنه، پدیده کیفیت توان در دو دسته نوسان ولتاژ و یا گذرای ولتاژ دسته بندی میشود. در مقاله با عنوان “نوسان ولتاژ در شبکه برق“، به تفصیل در مورد پدیده نوسان ولتاژ و دستهبندی انواع آن صحبت کردیم. در این مقاله به دسته دوم یعنی گذرای ولتاژ میپردازیم.
عناوین مهم این مقاله
گذرای ولتاژ (Voltage Transient)
به تغییر ناگهانی دامنه ولتاژ از چند ولت تا چند هزار ولت که میتواند از چند میکروثانیه تا چند میلیثانیه طول بکشد، گذرای ولتاژ گفته میشود. گذراهای ولتاژ نسبت به اضافه ولتاژ کوتاه مدت (swell) هم دامنه بزرگتری دارند و هم دوره زمانی کوچکتری دارند. زمانی که اضافه ولتاژ کوتاه مدت اتفاق میافتد برای مدت چند سیکل ولتاژ، دامنه ولتاژ افزیش مییابد. اما اضافه ولتاژ گذرا برای دوره زمانی کمتر از یک نیم سیکل ولتاژ اتفاق میافتد. به علت شدت بالای افزایش دامنه ولتاژ در گذرا، این پدیده میتواند آسیب جدی به تجهیزات وارد کند و خصوصاً عایق تجهیزات را تخریب کند.
عوامل وقوع گذرای ولتاژ
یکی از عوامل اصلی وقوع پدیده گذرای ولتاژ صاعقهها هستند. در صورتی که صاعقه به تجهیزات برخود کند و یا حتی در نزدیک تجهیزات اتفاق بیافتد منجر به ایجاد گذرای ولتاژ میشود. به طور کلی هر گاه انرژی ذخیره شده موجود در میدان الکتریکی و یا مغناطیسی تجهیزات قدرت به ناگهان به شبکه تزریق شود، گذرای ولتاژ اتفاق میافتد. از جمله این عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- ورود و خروج یک خط انتقال و یا یک ترانسفورمر
- ورود و خروج بانک های خازنی
- کورههای قوس الکتریکی
- اتصالات الکتریکی شل و سست
راهکارهای جلوگیری از گذرای ولتاژ
در نقاط و شبکههایی که با توجه به نوع بارهای مصرفی، احتمال وقوق این پدیده زیاد است به منظور جلوگیری از خسارات جدی به تجهیزات، دو پیشنهاد مطرح میشود.
الف) جلوگیری از انتشار گذرای ولتاژ
جلوگیری از انتشار این پدیده به شبکه در نقطه منشأ به وسیله تجهیزاتی مانند برق گیر (Serge arrester) و SPD (Serge protective device). برای مثال نصب برقگیر با سرعت عملکرد مناسب در ترمینال کوره قوس الکتریکی، از انتشار گذرای ولتاژ ناشی از قوس الکتریکی کوره به شبکه جلوگیری میکند.
ب) ثبت اطلاعات گذرای ولتاژ
ثبت مداوم تاریخچه رویداد گذرا به وسیله ثبات کیفیت توان؛ ثبت مداوم اطلاعاتی مانند تاریخ و زمان دقیق رویداد، دوره زمانی، شدت رویداد و مهمتر از همه شکل موج ولتاژ و جریان گذرا، در تعیین منشأ رویداد و انتخاب تجهیزات حفاظتی مناسب جهت جلوگیری از انتشار این اختلال به شبکه موثر است. شکل موج ولتاژ و جریان در لحظه رویداد پدیده گذرای ولتاژ، به سادگی میتواند منشأ رویداد را مشخص کند چرا که هر یک از رویدادهای گذرا ولتاژ با منشأ متفاوت، شکل موج ولتاژ و جریان مختص به خود را دارند.