خطاهای متقارن و نامتقارن در سیستم قدرت

خطاهای متقارن و نامتقارن در سیستم قدرت:
همان طور که در بالا گفتیم، خطاها اغلب در دو دسته مدار باز و اتصال کوتاه تقسیم بندی می شوند که خود می توانند متقارن یا نامتقارن باشند. در ادامه، این دو دسته را توضیح می دهیم.

خطاهای متقارن:
یک خطای متقارن، باعث ایجاد جریان های خطای متقارن می شود که 120 درجه نسبت به هم اختلاف فاز دارند. خطای متقارن، خطای متعادل نیز نامیده می شود. این خطا در هرسه فاز به طور همزمان و به صورت اتصال کوتاه رخ می دهد.

در واقعیت، این خطاها نسبت به خطاهای نامتقارن به ندرت رخ می دهند. دو دسته خطا متقارن، خطای خط به خط به خط (L-L-L) و خطای خط به خط به خط به زمین (L-L-L-G) هستند که در شکل زیر نشان داده شده است.

سهم وقوع خطای متقارن شدید از کل خطاهای سیستم 2 تا 5 درصد است. هرچند، اگر این خطاها رخ دهند، حتی اگر سیستم در وضعیت متعادل باقی بماند، سبب یک آسیب بسیار بزرگ به تجهیزات خواهد شد.

تحلیل این نوع خطاها برای انتخاب ظرفیت قطع مدارشکن ها، انتخاب رله های تنظیم فاز و سایر تجهیزات حفاظتی ضروری است. این خطاها در هر فاز و با استفاده از ماتریس امپدانس شین یا قضیه تونن تحلیل می شوند.

خطاهای نامتقارن:
رایج ترین خطاهایی که در شبکه سیستم قدرت رخ می دهند، خطاهای نامتقارن هستند. این نوع خطاها منجر به جریان های خطای نامتقارن می شوند (اندازه های مختلف با جابه جایی فاز نابرابر دارند).

خطاهای نامتقارن خطای نامتعادل نیز نامیده می شوند، زیرا منجر به جریان های نامتعادل در سیستم می شوند. طبق آنچه در بالا گفتیم، خطاهای نامتقارن شامل هر دو خطای مدار باز (شرایط باز شدن یک فاز یا دو فاز) و خطاهای اتصال کوتاه (به جز L-L-L-G و L-L-L) هستند.

در شکل زیر، سه نوع خطای متقارن نشان داده شده است که به دلیل شرایط اتصال کوتاه رخ می دهند.

خطای خط به زمین (L-G) یکی از رایج ترین خطاها و رخدادهایی است که 70 تا 80 درصد خطاهایی که در سیستم قدرت رخ می دهند از این نوع هستند.

این خطا موجب اتصال کوتاه بین خط و زمین می شود و در مقایسه با سایر خطاها خطر کمتری دارد.

خطای خط به خط زمانی رخ می دهد که یک هادی حامل جریان با هادی دیگری که حامل جریان است تماس پیدا کند.

بادهای شدید اصلی ترین عامل این نوع خطا هستند که موجب چرخش خطوط هوایی و برخورد آن ها با یکدیگر می شود. این نوع خطا خطر کمتری دارد و در 15 تا 20 درصد مواقع نسبت به کل خطاها رخ می دهد.

خطاهای نامتقارن با استفاده از روش های مؤلفه های نامتقارن برای تعیین ولتاژ و جریان در همه بخش های سیستم تحلیل می شوند.

تحلیل این خطاها، در مقایسه با کل خطاهای متقارن، دشوارتر است. این تحلیل برای تعیین اندازه یک مدارشکن جهت مشخص کردن بزرگ ترین جریان اتصال کوتاه ضروری است.

جریان بزرگ تر، معمولاً در هنگام خطای L-G یا L-L اتفاق می افتد.