مطالعات اتصال کوتاه

احداث DG در شبکه مي­تواند باعث به وجود آمدن مشکلات متعددي در زمينه عملکرد نادرست سيستم حفاظتي شود. ناسازگاري بين DG و سيستم حفاظتي عموماً مربوط به مسايل زير مي­باشد:

1- افزايش در جريان هاي اتصال کوتاه

2- کارايي وصل مجدد خط بعد از بروز خطا

3- هماهنگي سيستم حفاظتي

اتصال منابع توليد پراکنده به شبکه معمولاً به عنوان يک منبع بالقوه ايجاد تخريب کيفيت توان در نظر گرفته مي­شود و الزامات و راهکارهاي ارزيابي مناسبي براي آن در نظر گرفته شده است. بنابراين به منظور اطمينان از اين که اختلالات مورد انتظار بقيه استفاده­کنندگان شبکه را تحت تأثير قرار ندهد، بايد محدوديت­هاي مناسب اتخاذ گردد.

علاوه بر مسايل کيفيت توان، ساير ملاحظات و الزاماتي که بايد در اتصال منابع توليد پراکنده به شبکه در نظر گرفته شوند شامل موارد زير مي­باشد:

 ظرفيت شبکه: ظرفيت نامي تمام اجزاء شبکه بايد به اندازه­اي باشد که جوابگوي توان توليدي مراکز توليد پراکنده باشد.

ظرفيت اتصال کوتاه: سهم مشارکت منابع توليد پراکنده نبايد منجر به تجاوز از سطح خطاي طراحي شبکه شود.

تجهيزات حفاظت و سوييچينگ: همه تأسيسات DG بايد به حفاظت اتصال مناسب مجهز شوند تا در شرايطي که شبکه دچار وضعيت غير عادي مي­شود امکان قطع اتصال وجود داشته باشد.

تأثير بر سيستم­هاي سيگنال شبکه: تجهيزات مشترکين نبايد با عملکرد سيستم­هاي سيگنال عمومي شبکه تداخل ايجاد کند.

جداي از نتايج فني مثبتي که اتصال DG به شبکه به همراه دارد، افزايش نفوذ واحدهاي توليد پراکنده متصل به شبکه توزيع، منجر به افزايش جريان­هاي اتصال کوتاه و سطح خطا می­گردد. بنابراين، يکي از پيش شرط­هاي اتصال مولد­هاي پراکنده به شبکه توزيع، مطالعات اتصال کوتاه مي­باشد.

لزوم انجام مطالعات اتصال کوتاه

هرگاه در نقطه­اي از شبکه، قدرت عايقي بين يک نقطه و زمين و يا دو نقطه نسبت به يکديگر از بين برود اصطلاحاً گفته مي­ شود که در شبکه اتصال کوتاه رخ داده است و معمولاً موجب ايجاد جريان­هاي بزرگ سلفي مي­گردد. عوامل از بين برنده قدرت عايقي که باعث ايجاد اتصال کوتاه در شبکه مي­گردد عموما به سه دسته زيرتقسي م­بندي مي­شوند:

- عوامل حرارتي وگرمايي

- عوامل مکانيکي، مانند ضربه که باعث شکست مکانيکي جنس عايق مي­شود

- عوامل الکتريکي يا در واقع شدت ميدان الکتريکي، چنانچه شدت ميدان الکتريکي در يک عايق بيش از حد مجاز گردد باعث شکسته شدن و از بين رفتن قدرت عايقي مي­شود.

در مجموع، اتصال کوتاه در يک شبکه آثار سوء بسيار زيادي دارد که از آن جمله مي­توان به موارد ذيل اشاره نمود:

• عبور جريان نسبتاً زياد از عناصر مختلف شبکه (خط، ترانسفورماتور، کليد و ...) و توليد گرماي زياد و در نتيجه وارد آمدن خسارت به تجهيزات و همچنين ايجاد نيروي الکترومغناطيسي و احتمالاً خسارت مکانيکي در صورت عدم طراحي صحيح.
• افت بيش از حد ولتاژ شينه­ها و عدم امکان توان رساني به مصرف کنندگان و احياناً آسيب ديدن آنها
• امکان از دست رفتن پايداري ژنراتورها و سيستم قدرت

با توجه به آثار سوء اتصال کوتاه که به بعضي از آنها در بالا اشاره گرديد و ضرورت حفاظت سيستم قدرت در مقابل اين جريان­ها و به منظور طراحي صحيح سيستم حفاظتي، لازم است که محاسبات و مطالعات اتصال کوتاه در يک شبکه به طور دقيق انجام شود­.

به  طور کلي، سيستم حفاظتي که اصطلاحاً به عملکرد مجموعه­اي از رله­هاي حفاظتي گفته مي­شود، بر اساس استراتژي ايزوله نمودن محل خطا در کوتاه­ترين زمان و محدودترين مکان مبتني مي­باشد.

انواع اتصال کوتاه

در شبکه قدرت انواع اتصال کوتاه­ وجود دارد که در ادامه مورد بررسی قرار می­گیرند. این موارد عبارتند از:

1_ اتصال کوتاه سه فاز متقارن: در اين نوع اتصال کوتاه ولتاژ شين ها به صورت سه فاز متقارن بوده و اين نوع اتصال کوتاه از نظر شدت، شديدترين نوع اتصال کوتاه بوده و به علت تقارن وبه منظور تحليل اين نوع اتصال کوتاه مي­توان از مدل مدار تک خطي استفاده نمود.

2_ اتصال کوتاه نامتقارن: اين نوع اتصال کوتاه به انواع زير تقسيم بندي مي شود:

الف: اتصال کوتاه يک فاز به زمين ( L.G)

ب: اتصال کوتاه دو فاز به هم (L.L)

ج: اتصال کوتاه دو فاز به هم به زمين (L.L.G)