آنبلانسی بار ژنراتور چیست؟

در یک سیستم برق سه‌فاز ایده‌آل، انتظار می‌رود که بار الکتریکی (میزان مصرف انرژی) روی هر سه فاز (معمولاً با نام‌های R, S, T یا A, B, C شناخته می‌شوند) کاملاً برابر باشد. به این حالت "بار متعادل" (Balanced Load) می‌گویند. در این حالت، جریان عبوری از هر سه سیم‌پیچ استاتور ژنراتور یکسان است.

"آنبلانسی بار" یا "عدم تعادل بار" زمانی رخ می‌دهد که میزان جریان کشیده شده از یک یا دو فاز به طور قابل توجهی با فاز(های) دیگر متفاوت باشد. این یعنی جریان‌ها در سه فاز ژنراتور برابر نیستند.

چرا آنبلانسی بار برای ژنراتور مضر است؟

عدم تعادل بار منجر به ایجاد **جریان‌های توالی منفی (Negative Sequence Currents)** در استاتور ژنراتور می‌شود. این جریان‌ها میدان مغناطیسی‌ای تولید می‌کنند که خلاف جهت چرخش روتور می‌چرخد (با سرعتی دو برابر سرعت سنکرون نسبت به روتور). این میدان مغناطیسی مخالف، اثرات مخرب متعددی دارد:

1. **گرمای بیش از حد (Overheating):** جریان‌های توالی منفی باعث ایجاد تلفات حرارتی قابل توجهی در روتور (به خصوص در دمپرها یا قفس روتور در ماشین‌های سنکرون و همچنین در خود سیم‌پیچ‌های استاتور) می‌شوند. این گرما می‌تواند به عایق‌بندی سیم‌پیچ‌ها آسیب جدی بزند و عمر ژنراتور را به شدت کاهش دهد.
2. **لرزش و تنش مکانیکی (Vibration & Mechanical Stress):** برهمکنش میدان‌های مغناطیسی نامتعادل باعث ایجاد گشتاورهای پالسی و نوسانی می‌شود که منجر به لرزش‌های غیرعادی در ژنراتور و کل محور توربین-ژنراتور می‌گردد. این لرزش‌ها می‌توانند به یاتاقان‌ها، کوپلینگ‌ها و خود ساختار ژنراتور آسیب برسانند.
3. **کاهش راندمان (Reduced Efficiency):** تلفات اضافی ناشی از جریان‌های توالی منفی به معنی کاهش راندمان کلی ژنراتور است.
4. **عملکرد نامطلوب سیستم‌های حفاظتی (Protection System Issues):** عدم تعادل شدید می‌تواند باعث عملکرد بی‌مورد رله‌های حفاظتی (مانند رله‌های تفاضلی یا رله‌های مخصوص توالی منفی) و خروج ناخواسته ژنراتور از شبکه شود.

ارتباط آنبلانسی بار با شبکه سراسری:

وقتی یک ژنراتور به شبکه سراسری متصل است، به یک سیستم بسیار بزرگتر و پیچیده‌تر وصل می‌شود. در حالت کلی، شبکه سراسری به دلیل وجود تعداد بسیار زیادی مصرف‌کننده متنوع و پراکنده، تمایل به تعادل نسبی دارد. یعنی عدم تعادل‌های محلی کوچک در نقاط مختلف، در مقیاس کل شبکه تا حدی یکدیگر را خنثی می‌کنند.

*اما*، ژنراتور مستقیماً به شبکه *توزیع* یا *فوق توزیع* محلی متصل است و باری که "حس" می‌کند، عمدتاً بار همان منطقه یا بخشی از شبکه است که به آن نزدیک‌تر است. بنابراین، عدم تعادل در بارهای متصل به شبکه توزیع در نزدیکی نیروگاه، می‌تواند مستقیماً به ژنراتور منتقل شود و باعث آنبلانسی جریان در خروجی آن گردد.

**دلایل افزایش آنبلانسی بار در زمستان و با خروج صنایع:**

فصل زمستان و شرایط خاص ناشی از محدودیت تولید (مثلاً کمبود سوخت گاز برای نیروگاه‌های حرارتی) عواملی را تشدید می‌کنند که منجر به افزایش احتمال و شدت آنبلانسی بار روی ژنراتورها می‌شود:

1. **افزایش بارهای تک‌فاز و نامتعادل خانگی/تجاری:**
* **گرمایش:** در زمستان، استفاده از وسایل گرمایشی الکتریکی (بخاری برقی، هیترها، سیستم‌های گرمایش از کف برقی و...) به شدت افزایش می‌یابد. بسیاری از این وسایل، به خصوص در بخش خانگی و تجاری کوچک، بارهای تک‌فاز هستند. توزیع این بارهای تک‌فاز بین سه فاز شبکه توزیع، تقریباً هیچگاه کاملاً یکسان و متعادل نیست.
* **روشنایی:** ساعات روشنایی مورد نیاز در زمستان بیشتر است که به افزایش بار روشنایی (عمدتاً تک‌فاز) منجر می‌شود.

2. **خروج بارهای سه‌فاز متعادل صنعتی:**
* **طبیعت بارهای صنعتی:** صنایع بزرگ (فولاد، سیمان، پتروشیمی و...) معمولاً دارای الکتروموتورهای سه‌فاز بزرگ، کوره‌های القایی یا مقاومتی سه‌فاز و تجهیزات دیگری هستند که ذاتاً بارهای متعادل‌تری نسبت به بارهای خانگی/تجاری ایجاد می‌کنند. این بارهای بزرگ و متعادل به "متعادل‌سازی" کلی شبکه کمک می‌کنند.
* **اثر حذف:** وقتی به دلیل محدودیت تولید، این صنایع از مدار خارج می‌شوند (Load Shedding یا مدیریت بار)، بخش قابل توجهی از بارهای *متعادل* از شبکه حذف می‌شود. در نتیجه، سهم نسبی بارهای تک‌فاز و نامتعادل خانگی/تجاری در کل بار شبکه (به خصوص در مناطق نزدیک به این صنایع) افزایش می‌یابد. این تغییر در ترکیب بار، عدم تعادل ذاتی شبکه محلی را برجسته‌تر کرده و این آنبلانسی به ژنراتورهای متصل به آن ناحیه منتقل می‌شود.