دروس جافاسكريبت بالعربي _ الحلقة ١

أساسيات منظومة الوقاية الكهربائية

مقدمة

تناولنا فى المقال السابق أنواع الأعطال التى قد تحدث فى الشبكة الكهربائية و التى بناءً عليها يجب أن تقوم منظومة الوقاية بالعمل على عزل الجزء العاطل من الشبكة و ذلك لضمان إستمرارية التغذية لباقى الأجزاء السليمة فى الشبكة الكهربائية بالاضافة لحماية المعدات من التدمير الكامل و حماية الأفراد من الأثر المدمر للاعطال.

عناصر منظومة الوقاية

تتألف منظومة الوقاية من مجموعة من العناصر الأساسية التى لا تخلو منها أى نظام وقاية كهربائية و هى:

           1.     جهاز الوقاية أو متمم الوقاية : 

       و يعتبر أهم عناصر المنظومة حيث يقوم بأستقبال الأشارات المختلفة من النظام و يقوم باتخاذ قرار الفصل من عدمة.

           2.     محولات التيار CT و محولات الجهد PT :

       وتندرج هذه المحولات تحت نوع محولات القياس Instrument transformers و تقوم بخفض قيم التيار و الجهد إلى قيم صغيرة يسهل تعامل أجهزة الوقاية و القياس معها و أيضا تكون أكثر أماناً للأفراد المتعاملين مع المنظومة، و يعتبر موقع تركيب هذه المحولات فى غاية الأهمية حيث يكون هو موقع الرؤية لجهاز الوقاية و وجودها فى موقع خاطئ يترتب عليه قرارت فصل خاطئة كما سيأتى توضيحة.

3.  قاطع التيار Circuit Breaker C.B : 

    تستقبل دائرة الفصل الخاصة بقاطع التيار إشارة الفصل القادمة من جهاز الوقاية و تقوم بفصل التيار عن الدائرة العاطلة، و قواطع التيار التيار لها أنواع مختلفة حسب نوع المحطة أو مستوى الجهد و أهم هذه الأنواع القاطع الهوائى Air C.B و القاطع الزيتى  Oil C.Bو القاطع الغازي Gas C.B و سيتم توضيح ذلك فى مقال منفصل.

4.  مصدر تغذية للتيار المستمر DC source :

 و يتم توفيرة عن طريق بنك بطاريات Battery Bank حيث تحتاج أجهزة الوقاية و دوائر التحكم و مواتير شحن القواطع (يتم شحن الزنبرك فى القاطع ليقوم بعملية الفصل و التوصيل) و لمبات البيان و غيرها من الملحقات إلى التغذية بالتيار المستمر بالأضافة الى تغذية الموزع فى حالة انقطاع التيار عنه بشكل كامل.

      

       5. أجهزة الأتصال :

 و تتواجد أجهزة الاتصالات فى الشبكة لتقوم بنقل المعلومات و البيانات بين أجهزة الوقاية و التحكم و ذلك للتنسيق بينهم و مثل هذه المنظومة تكون موجودة فى الشبكةالموحدة .

 عمل جهاز الوقاية

يقوم جهاز الوقاية بإستقبال بعض الأشارات من الشبكة حسب نوع الجهاز و نوع الحماية التى يقدمها للمنظومة، و من خلال هذه الأشارات يقوم بأكتشاف العطل فور حدوثة و إرسال إشارة الفصل للقاطع، و يتسبب العطل غالبا فى إرتفاع التيار بشكل كبير و إنخفاض الجهد و لكن أيضا هناك بعض الظواهر المصاحبة للعطل و التى يجب رصدها و إكتشاف العطل من خلالها و منها:

1.  التيار و الجهد :

 و هما إشارتان أساسيتان تستقبلها معظم أجهزة الوقاية من خلال محولات التيار و الجهد و هما الاكثر إستخداما فى اكتشاف الأعطال و من أنواع أجهزة الوقاية التى تستخدمها:

متمم زيادة التيار over current relay  

متمم أنخفاض / زيادة الجهد over/under voltage relay

      2.    التردد :

و يستخدم فى حالات مثل زيادة الحمل على المولد فتقل سرعة العضو الدوار و يقل معها التردد و تختل شروط التزامن و يعتبر عطل فى هذه الحالة و يلزم فصل المولد عن الشبكة و من أنواع أجهزة الوقاية:

متمم زيادة / نقص التردد Over / under frequency Relay

      3.     إتجاة مرور التيار أو القدرة:

و مثال عالى هذا فى حالة فقد القوة المحركة  Prime mover للمولد المربوط على الشبكة فاذا لم يتم فصله بسرعة سوف يقوم بسحب القدرة من الشبكة و يعمل كموتور و فى هذه الحاله يكون اتجاه التيار/القدرة معكوس، مثال آخر فى حالة حدوث عطل فى مغذى مربوط على التوازى مع مغذى آخر كما فى الشكل، ففى هذه الحالة على منظومة الوقاية فصل المغذى 3/4 من الجهتين و الا سيقوم المغذى 1/2 بتغذية العطل بالراجع و يمر تيار العطل فى CB 4 بشكل معكوس و يتسبب مرور تيار العطل فى 1/2 فى خروجة و بذلك نفقد المغذيين برغم أن المغذى 1/2 سليم.

و يستخدم هذه الإشارة المتمم الاتجاهى Directional power Relay/Reverse power flow relay .

      4.     توازن أحمال الأوجة الثلاثة Three phase unbalance

مثال على ذلك قطع فى أحد الفازات المغذية لحمل ثلاثى الأوجة كموتور أو حمل صناعى.

      5.     قيمة ممانعة الدائرة:

و تستخدم فى الوقاية المسافية Distance Protection و هى واحده من أهم وسائل الحماية المستخدمة فى خطوط نقل الكهرباء و فيها يقوم جهاز الوقاية بحساب قيمة معاوقة الخط باستمرار و ايضا تساعد فى تحديد مكان العطل و سيتم توضيحها فى مقال منفصل إن شاء الله.

     6.     الفرق بين قيمة التيار الداخل و الخارج من الدائرة

و هذا ما يطلق عليه الوقاية التفاضلية Differential protection و يستخدم هذا النوع أساسا فى حماية جهاز أو معدة بعينها من الشبكة كمحولات القوي مثلا و يتم قياس التيار الداخل للمعدة و الخارج منها و إذا و جد فارق كبير بينهما فذلك يعنى وجود تسرب للتيار داخل المعدة و يتم فصلها من الجهتين.

مسميات أجهزة الوقاية

كما سبق و أوضحنا فهناك العديد من أجهزة الوقاية يتم تركيبها على الشبكة الكهربية و تسمى فى مجموعها بمنظومة الوقاية و لكى يسهل التعبير عن هذه الأجهزة المختلفة فى الرسم الكهربى فقد تم وضع رموز و أرقام تعبر عنها حتى يتعرف عليها المختص بمجرد النظر للرقم أو الشكل و تم تجميع هذه الرموز فى الجدول التالى و هذا يعتبر اصطلاحا عالميا تم بمعرفة المواصفة ANSI  و يمكنك الاطلاع عليها من الرابط:

https://en.wikipedia.org/wiki/ANSI_device_numbers