استمرارية التيار الكهربائي في حالة انخفاض الجهد

في هندسة الطاقة الكهربائية ، تُعرف قدرة المولدات الكهربائية على البقاء متصلة بالشبكة لفترات قصيرة من انخفاض جهد الشبكة الكهربائية (انظر: هبوط الجهد ) باسم "قدرة تحمل الأعطال" ( FRT )، أو " قدرة تحمل انخفاض الجهد" ( UVRT )، أو "قدرة تحمل انخفاض الجهد" (LVRT ) [ 1 ^{] . وهي} ضرورية على مستوى التوزيع ( مزارع الرياح ، وأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، وأنظمة التوليد المشترك الموزعة ، إلخ) لمنع حدوث قصر في الدائرة على مستوى الجهد العالي أو الجهد العالي جدًا من التسبب في خسائر واسعة النطاق في الإنتاج.

تستخدم العديد من تصميمات المولدات تيارًا كهربائيًا يمر عبر الملفات لتوليد المجال المغناطيسي الذي يعمل عليه المحرك أو المولد. وهذا يختلف عن التصميمات التي تستخدم مغناطيسًا دائمًا لتوليد هذا المجال. قد يكون لهذه الأجهزة حد أدنى لجهد التشغيل، إذا انخفض دونه لا يعمل الجهاز بشكل صحيح، أو يعمل بكفاءة منخفضة للغاية. وقد ينفصل بعضها عن الدائرة عند حدوث هذه الظروف. ويكون هذا التأثير أكثر وضوحًا في مولدات الحث ذات التغذية المزدوجة (DFIG) ^{[ 2 ]} ، التي تحتوي على مجموعتين من الملفات المغناطيسية المُغذّاة، مقارنةً بمولدات الحث ذات القفص السنجابي التي تحتوي على مجموعة واحدة فقط. وقد تنزلق المولدات المتزامنة وتصبح غير مستقرة إذا انخفض جهد ملف الجزء الثابت عن عتبة معينة. ^{[ 3 ]}

في شبكة كهربائية تضم العديد من المولدات الموزعة المعرضة للفصل عند انخفاض الجهد، من الممكن حدوث سلسلة من التفاعلات التي تؤدي إلى توقف مولدات أخرى عن العمل. يحدث هذا عند انخفاض الجهد بشكل مفاجئ ، مما يؤدي إلى فصل أحد المولدات عن الشبكة. ولأن انخفاض الجهد غالباً ما ينتج عن نقص في توليد الطاقة مقارنةً بالحمل في شبكة التوزيع، فإن إزالة المولدات قد تتسبب في انخفاض الجهد بشكل أكبر. وقد يؤدي ذلك إلى انخفاض الجهد إلى درجة كافية لفصل مولد آخر، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد أكثر، وقد يتسبب في عطل متسلسل .

 تتطلب توربينات الرياح الحديثة واسعة النطاق، التي تبلغ قدرتها عادةً 1 ميغاواط فأكثر، أنظمةً تُمكّنها من العمل أثناء انخفاض الجهد الكهربائي، وبالتالي تجاوز هذا الانخفاض. وتُصبح متطلبات مماثلة شائعةً الآن في محطات الطاقة الشمسية الكبيرة التي قد تُسبب عدم استقرار في حال انقطاع واسع النطاق لوحدات التوليد. وبحسب التطبيق، قد يُطلب من الجهاز، أثناء انخفاض الجهد وبعده، القيام بما يلي: ^{[ 4 ]}

• افصل الاتصال وابقَ مفصولاً حتى يتم إصدار أمر يدوي بإعادة الاتصال.
• افصل مؤقتًا عن الشبكة، ولكن أعد الاتصال واستمر في التشغيل بعد انخفاض الجهد
• ^{[ 5 ]} البقاء قيد التشغيل وعدم الانفصال عن الشبكة
• ابقَ على اتصال وادعم الشبكة بالطاقة التفاعلية (المعرفة بأنها التيار التفاعلي للتسلسل الموجب للأساسي) ^{[ 6 ]}

توجد معايير متنوعة وتختلف عمومًا بين مختلف السلطات القضائية. ومن أمثلة هذه المعايير: معيار الشبكة الألماني BDEW ^{[ 7 ]} وملحقاته 2، ^{[ 8 ]} ، 3، ^{[ 9 ]} ، و4 ^{[ 10 ]} ، بالإضافة إلى معيار الشبكة الوطني في المملكة المتحدة. ^{[ 11 ]}

بالنسبة لتوربينات الرياح، وُصفت اختبارات FRT في المعيار IEC 61400-21 (الإصدار الثاني، أغسطس 2008). وتُفصّل إجراءات الاختبار في الدليل الإرشادي الألماني FGW TR3 (مراجعة 22). أما اختبار الأجهزة ذات التيار المقنن الأقل من 16 أمبير، فوُصف في معيار التوافق الكهرومغناطيسي IEC 61000-4-11 ^{[ 12 ]} ، وللأجهزة ذات التيار الأعلى، وُصف في معيار IEC 61000-4-34 ^{[ 13 ] .}

• انخفاض الجهد