برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

انرژی الکتریکی و نیاز روز افزون به آن یکی از قسمت های ضروری زندگی انسان در جامعه کنونی هستند. تامین انرژی الکتریکی برای کارهای روزمره ما در استفاده از کامپیوتر های شخصی گرفته تا مصارف روشنایی حیاتی است.چنین منابعی باید استاندارد های کیفیت و در دسترس بوده را داشته باشند.
تخمین و مشخص کردن کیفیت منابع انرژی مشکل است اما میتوان با مقادیری مثل ولتاژ و فرکانس، نسبی مشخص کرد.یا میتوان سطح اغتشاش قابل قبول مثل هارمونیک ها یا ضربان ولتاژ (1) را مشخص کرد.اما از طرف دیگر در دسترس بودن منابع به راحتی مشخص می شود.یعنی به ازای هر مقدار تقاضا انرژی موجود باشد (2).
امروزه سیستم های قدرت شبکه های بسیار پیچیده ای شده اند که از نیروگاه های بزرگ و سیستم های انتقال و ... تشکیل شده اند. برای نگه داشتن کیفیت و در دسترس بودن انرژی الکتریکی در چنین شبکه پیچیده ای سیستم های کنترل و حفاظت باید طراحی شوند تا سیستم را از هر گونه شرایط غیر عادی ایمن کنند.هر اغتشاشی در سیستم باید به سرعت آشکار شود و منبع اغتشاش باید از سیستم جدا شود که از طریق کلید زنی های سریع (3) امکان پذیر است.کلید زنی فقط برای جدا سازی منبع اغتشاش از سیستم نیست بلکه برای وصل یا قطع یک قسمت از سیستم برای رسیدن به چند نیز از کلید زنی استفاده می شود. هر عملکرد کلید زنی به معنای تغییر وضعیت سیستم است ازآنجا که تغییر بین دو وضعیت در حالت فیزیکی به طور کامل ممکن نیست لذا یک حالت گذرا در طی عمل کلید زنی پدید می آید که می تواند به فرم اضافه ولتاژ یا اضافه جریان باشد.
ولتاژ های اضافی در سیستم قدرت که در طی عمل کلید زنی تولید می شوند به اضافه ولتاژ های گذرا معروف هستند.اضافه ولتاژ های کلید زنی گاهی اوقات بسیار مهم هستند و باعث وقوع خطا یا کاهش عمر تجهیزات شبکه یا شکست عایقی می شوند.تجهیزات سیستم قدرت برای اضافه ولتاژ هایی که انتظار میرفت طراحی شده اند و اما برای افزایش آستانه تحمل اضافی ولتاژ عناصر شبکه باید هزینه بیشتری پرداخت.لذا هر گونه عملی که منجر به کاهش اضافه ولتاژ های موجود در سیستم قدرت شود به معنای صرفه جوئی و کاهش هزینه سرمایه گذاری سیستم است.
چندین روش برای کاهش اضافه ولتاژ های کلیدزنی وجود دارد:

برقگیر

کنترل کلید زنی
به کار گیری مقاومت در ساختار کلید
در میان روش های فوق استفاده از روش کنترل کلید زنی مدارشکن ها یک روش مناسب برای کاهش اضافه ولتاژ های گذرا در برخی شرایط (بارهای)خاص است.
در تکنیک کنترل کلید زنی دو مرحله بحرانی وجود دارد.اولی نقطه عملکرد بهینه در ولتاژ یا جریان مرجع باید محاسبه شود تا اضافه ولتاژ گذرا کمینه شود. ولی نقطه عملکرد بهینه به بار وابسته است. دومی لحظه اعمال دستور عملکرد در مدار شکن باید محاسبه شود به طوری که مدار شکن در قبل از لحظه محاسبه شده عمل نماید. برای رسیدن به این هدف زمان عملکرد مدار شکن باید معین باشد.اگر چه زمان عملکرد مدار شکن به پارامترهای محیطی و عملکردی وابسته است لذا در کاربرد های کنترل کلید زنی این زمان نیز باید به حساب بیاید.می توان گفت عملکرد کنترل کلیدزنی به دو فاکتور مهم وابسته است:یکی نوع باری که باید کلید زنی شود و دومی مشخصات عملکردی که خاص خود مدارشکن مورد استفاده است.برای انتخاب یک کاربرد کنترل کلیدزنی مناسب،یک فهم عمیق از پدیده افزایش ولتاژ ناشی از کلید زنی و عملکرد مدارشکن ضروری می باشد.
کنترل کلیدزنی یک موضوع جدید نیست و بیشتر از 40 سال پیش مطرح شده است اما به طور وسیعی مورد استفاده قرار نمی گیرد به این علت که رشد تکنولوژی آن در دهه اخیر صورت گرفته است نتیجه یک تحقیق پیمایشی (4) که در گروه