اقرأ في هذا المقال
أهمية واستخدامات محول جهد الانصهار بقدرة KV-10
مع تطور تقنية أتمتة شبكة التوزيع؛ فإنه يتم تطبيق عدد كبير من معدات الحصول على إشارة محولات الجهد الانصهار مع وظائف الاستشعار والحكم والتنفيذ الذكية على خطوط شبكة التوزيع، كذلك اختبار النبضات البرق هو أحد عناصر اختبار نوع المصنع، كما يتم استخدامه لتقييم قدرة العزل الرئيسي لمحولات الجهد الكهربائي والمكونات الذكية على تحمل جهد الصدمة.
ووفقاً للبيانات الواردة من قسم الإنتاج، وفي ظل اختبار النبضات الصاعقة؛ فإنه غالباً ما يسيء تشغيل المعدات الثانوية في المكون الذكي أو تتلف، كما ويؤدي فشل وحدة الحصول على البيانات إلى نسبة كبيرة، لذلك من الضروري إتقان مستوى الاضطراب لجهد الاضطراب العابر المقترن بمنفذ الحصول على إشارة للمكونات الذكية في إطار تقييم جهد البرق القياسي، وعلى هذا الأساس يتم صياغة تدابير حماية فعالة.
كذلك تم استخدام العديد من طرق القياس والحساب التجريبية لدراسة تأثير إشارات عابرة لقدرة البرق على المعدات الثانوية، حيث أبلغ معهد أبحاث الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة (EPRI) عن عدد كبير من مستويات التداخل الكهرومغناطيسي للمعدات الإلكترونية الثانوية في حالة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء (AIS) والمحطات الفرعية المعزولة بالغاز (GIS) بما في ذلك الصواعق والدوائر القصيرة.
كما تم قياس وتحليل التداخل الناجم عن ارتفاع جهد الأرض العابر وفرق جهد الأرض العابر للنظام الثانوي الناتج عن ضربة البرق في المحطة الفرعية، وعلى أساس التجارب، درس فريق تشين تأثير اضطراب المجال المغناطيسي المكاني الناجم عن التيار الكهربائي تحت تأثير البرق على المكونات الذكية، كما واقترح مستوى متطلبات مستوى الحماية المطلوب.
في الوقت نفسه، كانت هناك إرشادات ومعايير دولية مقابلة للمعدات الأولية والثانوية، بما في ذلك طرق الاختبار ومستوى تقييم الاختبار، وما إلى ذلك، بحيث ركزت هذه الدراسات في الغالب على المعدات التقليدية وبيئات التطبيق، في ذلك الوقت كان وضع التطبيق الجديد للمعدات الثانوية الذكية اللامركزية أقل مشاركة.
وفي ظل الوضع الجديد، لم يتم توضيح مستوى الاضطراب الفعلي لمنفذ اقتناء المكونات الذكية تحت اختبار جهد البرق على نطاق واسع، وفي هذا الطرح وبناءً على خصائص الإرسال عبر النطاق العريض لمحول الجهد؛ فإنه تم استخدام نماذج رياضية مختلفة للصواعق لحساب الانعكاس.
كما أظهرت النتائج التجريبية أن الحد الأقصى لمستوى الاضطراب المحسوب بالنموذج الأسي المزدوج كان في توافق جيد مع نتائج القياس الفعلية، وفي الوقت نفسه تمت مناقشة وتحليل تأثير السعة القصوى (U0) ومعطى رأس الموجة (t1) ومعطى ذيل الموجة (t2) في النطاق القياسي على السعة القصوى لحساب الانعكاس، كما وتم اقتراح معلمات حساب الانعكاس العالمي.
الخصائص الهيكلية للمعدات ونموذج الحساب
يتضمن مبدأ تقسيم الجهد لمعدات دمج محول الجهد بشكل أساسي ثلاثة أنواع، وهي السعة الكهرومغناطيسية والسعة الكهربائية والمقاومة، ووفقاً لدرجة الانصهار؛ فإنه يتم تقسيمها بشكل أساسي إلى نوعين، وهما معدات كاملة ومعدات تكامل متكاملة، كذلك؛ فإن السمة المشتركة بينهما هي أن المعدات الأساسية التقليدية ووحدة التحكم الثانوية الذكية يتم دمجها وتركيبها محلياً في الموقع.
كما يدمج المكون الذكي الثانوي وحدات وظيفية متعددة مثل الحماية التلقائية للقياس والتحكم وإدارة الاتصالات ومصدر الطاقة وما إلى ذلك، وبالمقارنة مع المعدات التقليدية التي تحتوي على كابل نقل اتصال بطول أكثر من (100) متر؛ فإن معدات الاندماج بها إرسال أولي وثانوي أقصر مسافه، وفي الوقت الحالي يشمل طول كبل النقل للمعدات الكاملة بشكل أساسي (1 م، 3 م، 6 م، 8 م، 10 م، 15 م، إلخ).
كذلك كابل النقل المتصل بالجهاز المتكامل يكون أقرب إلى (0) م، بالإضافة إلى ذلك؛ فإنه يتم أيضاً تقليل جهد قياس تردد طاقة المنفذ الثانوي من [100/3 √ V] إلى [3.5 / 3 V]، كما يوضح الشكل التالي (1) التطبيق النموذجي لمعدات دمج محولات الجهد، بحيث تركز هذه العينة الميدانية على مستوى اضطراب منفذ الاستحواذ في الجزء المحدد من الشكل تحت الدافع القياسي للصواعق.
نموذج الحساب الخاص بالمكونات
هناك طريقتان للحصول على مستوى الاضطراب الفعلي لمنفذ الحصول على المكونات الذكية في ظل تقييم البرق، الأول هو القياس الفعلي في منفذ الاستحواذ أثناء اختبار الصاعقة والثاني هو إجراء حسابات الانعكاس بناءً على شكل موجة الاضطراب ووظيفة النقل.
وفي هذا الطرح؛ فإنه يتم استخدام مبدأ الصندوق الأسود لإنشاء نموذج حساب دالة النقل ثنائي المنافذ لنظام غير معروف في مجال التردد كما هو موضح في الشكل التالي (2)، كما ويمكن لهذا النموذج قياس أشكال موجة المجال الزمني للجهد [U1 (t)] و [U2 (t)] على الجانب الأساسي ومنفذ اكتساب المكونات الذكية باستخدام نبض البرق منخفض المستوى.
كذلك؛ فإن [U1 (t)]، [U2 (t)] يمكن من خلالها “تحويل فورييه” السريع الحصول على إشارات مجال التردد الكهربائي المقابلة لـ [U1 (jω)] و [U2 (jω)]، وبفرض أن [A (jω)] و [B (jω)] و [C (jω)] و [D (jω)]، وهي متطلبات الإرسال لنظام غير معروف، ثم يمكن التعبير عن نقل مجال التردد الكهربائي (T) للنظام كمصفوفة (1).
ووفقاً لخصائص الإرسال؛ فإنه يمكن الحصول على المعادلة التالية:
وأخيراً تم قياس وحساب مستوى اضطراب منفذ اكتساب المكونات الذكية لمحول جهد الاندماج (10) كيلو فولت تحت اختبار ظاهرة البرق، كما تم تلخيص الاستنتاجات على النحو التالي:
- أظهرت نتائج المقارنة أن الحصول على الجهد الأقصى للاضطراب لمنفذ اكتساب الجانب الثانوي لمحول جهد الاندماج بطريقتين للقياس الفعلي وحساب انعكاس دالة المصدر يكافئ ذلك.
- يجب الوضع في الاعتبار استخدام نموذج الوظيفة الأسية المزدوجة ونموذج دالة (Heidler) ونموذج دالة النبض لاستبدال وظيفة المصدر الجانبي الأساسي، بحيث تظهر نتائج حساب الانعكاس أن نموذج الوظيفة الأسية المزدوجة يستخدم لوصف شكل موجة المصدر الأساسي الناتج عن جهاز مولد النبضات الصاعقة.
- تحليل تأثيرات السعة القصوى (U0) ومتطلب رأس الموجة (t1) وكذلك ذيل الموجة (t2) في النطاق القياسي على السعة القصوى لحساب الانعكاس، بحيث تظهر النتائج أنه في ظل نفس المعلمات (t1) و (t2)، كما يتغير السعة القصوى لشكل الموجة الثانوية بشكل إيجابي مع (U0)، وتحت (U0).
- يتأثر السعة القصوى للجانب الثانوي المحسوب بواسطة الانعكاس بشكل أساسي بمعلمة رأس الموجة (t1) ويكون تأثير معلمة ذيل الموجة (t2) صغيراً، بحيث يزداد اتساع الاضطراب الأقصى بانخفاض (t1)، وعلى هذا الأساس يُقترح [75 (+ 3٪) kV] و [0.84 / 50 (± 20٪)] μs المزدوجة كمعطيات حساب انقلاب كافية عالمياً للمصدر الأساسي.
- تظهر النتائج الإحصائية لقمم الاضطراب الجانبي الثانوي لثماني عينات أن مستوى الاضطراب في منفذ اكتساب المكون الذكي لمحول جهد الاندماج تحت جهد البرق القياسي يختلف اختلافاً كبيراً، وذلك وفقاً لمتطلبات مستوى تقييم (EMC) للمعدات الثانوية التقليدية، كذلك قد يكون هناك تقييم صارم للغاية أو فضفاض للغاية على منفذ التجميع، كما يُقترح مراجعة المعايير ذات الصلة في المستقبل.
