بررسی و مطالعه پایداری ولتاژ در سیستم‌های قدرت

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: با تغییر ساختار جدیدی که در سال‌های اخیر در سیستم‌های قدرت پدید آمده و باعث شده است که واحد‌های تولیدی، توان الکتریکی هرچه بیشتری را از خطوط انتقال عبور دهند، بدین ترتیب انتظار می‌رود شاهد فروپاشی ولتاژ گسترده‌تر و بیشتر سیستم‌های قدرت باشیم. برای مثال عبور توان بیش از حد یک خط انتقال باعث افت ولتاژ بیش از حد و کاهش ظرفیت انتقال توان الکتریکی به بخش مشخصی از سیستم قدرت گردد.

پایداری ولتاژ چیست؟

تعریف IEEE از پایداری ولتاژ عبارتست از توانایی یک سیستم قدرت در نگهداری ولتاژ دائمی در همه باس‌های سیستم بعد از بروز اغتشاش در شرایط مشخصی از بهره برداری. اغتشاش ممکن است خروج ناگهانی یکی از تجهیزات باشد یا افزایش تدیریجی بار. هنگامی که توان الکتریکی انتقالی به بار رو به افزایش است تا بتواند بار اضافه شده را تامین کند (بار ممکن است مکانیکی، حرارتی یا روشنایی باشد ۹، و هر دو مؤلفه یعنی توان و ولتاژ قابل کنترل بمانند، سیستم قدرت پایداری ولتاژی خواهد بودو اگر سیستم بتواند بار الکتریکی را منتقل کند و ولتاژ از دست برود سیستم تاپایدار ولتاژ است. فروپاشی ولتاژ هنگامی رخ یم دهد که افزاییش بار باعث غیرقابل کنترل شدن ولتاژ در ناحیه مشخصی از سیستم قدرت گردد؛ بنابراین ناپایداری ولتاژ در طبیعت خود یک پدیده ناحیه‌ای است، که میتواند بصورت فروپاشی ولتاژ کلی بدل گردد بدون هیچ پاسخ سریعی.

موضوعات پایداری ولتاژ چه هستند؟


آگاهی در مورد مشخصات بار که از شبکه‌های قدرت بزرگ قابل دسترسی هستند.


· روش‌های کنترل ولتاژ در ژنراتور ها، دستگاه‌های کنترل توان راکتیو (مانند خازن‌های موازی، راکتورها) در شبکه.


· توانایی شبکه در انتقال قدرت، به خصوص توان راکتیو، از نظر تولید به نقاط مصرف


· هماهنگی بین رله‌های حفاظتی و ادوات کنترل سیستم قدرت.


در هنگام بروز ناپایداری چه اتفاقاتی می‌افتد؟


ناپایداری ولتاژ اغلب هنگامی رخ می‌دهد که بروز یک خطا ظرفیت سیستم انتقال یک شبکه قدرت را کاهش می‌دهتد. پس از بروز این خطا، به سرعت بار مصرفی بار‌های حساس به ولتاژ افت می‌کند آنگونه که ولتاژ افت کرد.


این کاهش بارگیری بصورت موقتی باعث می‌شود که سیستم قدترت پایدار بماند. به هر حال با گذشت زمان توان

مصرفی بار‌ها افزایش خواهد یافت چرا که بسیاری از بار‌ها بصورت دستی یا اتئماتیک کنترل میشدند تا بتوانند

نیاز‌های فیزیکی ویژه و تعیین شده‌ای را برآورده کنند و همچنین نپ ترانسفورماتور‌های قدرت به گونه‌ای تغییر

خواهند کرد تا بتوان ولتاژ مورد نیاز را تامین نمود با اینکه ولتاژ در سمت ائلیه ترانس ۰ ولتاژ سیستم انتقال) مقدار مطلوب را نداشته باشد و از حد مطلوب پائینتر باشد. از هنگامی که بار به مقدار اولیه خود (قبل از بروز خطا) دست یافت، ممکن است سیستم قدرت وارد مرحله ناپایداری ولتاژ گردد که زمینه فروپاشی ولتاژ نیز هست. در خلال این مرحله بهره برداران (Operators) سیستم قدرت ممکن است کنترل ولتاژ و پخش بار در شبکه را از دست بدهند.


ممکن است توان راکتیو خروجی ژنراتور‌های سیستم قدرت کاهش یابد تا از حرارت بیش از حد آن‌ها جلوگیری به عمل آید، این کار باعث میگردد ذخیره توان راکتیو سیستم قدرت کاهش یابد و از دست برود. از طرفی با کاهش یافتن ولتاژ موتور‌ها از حرکت باز می‌مانند که خود باعث مصرف توان راکتیو بسیاری میگردد که نهایتاً این امر فروپاشی کامل ولتاژ را در پی دارد.