أسرار وخفايا فى علم الحماية الكهربية
(المقال الثالث (3/3) فى محولات القياس)
(Instruments Transformer (C.T & P.T
ما هو الـ Saturation & ALF ومتى يحدث؟
مرحبا بحضراتكم فى المقال الثالث حول (محولات القياس) ضمن سلسلة منظومة الحماية الكهربية.. وقد تناولنا فى المقالات السابقة..
شرح مكون من أهم مكونات منظومة القوى الكهربية (محولات القياس).. وذكرنا لماذا كان يجب أن نهتم بدراسة وتصميم محولات القياس والتأكد من دقة عملها، وإلا فلا قيمة لأى مجهود يبذل فى تطوير منظومة القوى الكهربية أو أجهزة الحماية الرقمية الحديثة.
وقد تعرفنا سوياً فى المقال الأول على تعريف ومعلومات عامة شامله وأشكال محولات القياس .. وفى المقال الثانى تعرفنا على ثلاثة من المفاهيم الغاية فى الأهمية، والتى تكون فى إعتبار المهندس المسؤل عن تصميم محولات القياس (CT & PT).
واليوم إن شاء الله سوف نشرح ونتعرف على مصطلحين غاية فى الأهمية.
أولا: ما هو الـ ALF(accuracy limit factor)
نبدأ بتعريفه طبقا للـ (IEC Standard)
** Accuracy limit factor
The ratio of the rated accuracy limit primary current to the rated primary current.
ولتعرفها بكل بساطة، خلينا اولا نضع هذه الصيغة (CT 200/5 A 15VA , 5P10) لنتحدث عليها .. والتى تكون ضمن توصيف محول التيار وتكون مكتوبة على name plate .
ربما تناولنا فى المقال السابق هذه الصيغة وتعرفنا على تفسيرها وكيفية قراءتها.. ولكى نتعرف على معنى ALF، بكل بساطة نقول أنها القيمة التى تعطى تصور عن أقصى تيار يمر فى الجانب الإبتدائى لمحول التيار، دون أن تتأثر دقة القراءة فى الجانب الثانوى (وبالتالى القيمة المدخلة لجهاز الحماية) تكون ولا تزال دقيقة حتى تلك اللحظة، ليتخد جهاز الحماية القرار السليم.
وبمعنى آخر، هو أقصى تيار يمر فى الملف الإبتدائى قبل أن يتشبع القلب الحديدى بالفيض المغناطيسى الناتج عن ذلك التيار ويتشوه التيار فى الملف الثانوى.
ومن الصيغة المذكورة عاليه نجد ان (ALF = 10) أى ان اقصى قيمة يمكن ان تمر فى الملف الإبتدائى هى عشر اضعاف التيار المقنن (rated primary current) وعندها يكون ولايزال المحول محافظ على دقة القراءة المصمم عليه والخاص بذلك الـ (core) او الحفاظ على نسبة الخطأ الصغيرة جدا المقدرة بـ (5%) فى الصيغة الموضحة عاليه.
يجب أن نلاحظ ايضا ان هذه القيمة ALF تستخدم ضمن معادلة حساب قيمة الـ knee point voltage أو(أعلى قيمة للجهد الذى ينشأ بين طرفى C.T ).
وهى تكون مختلفة .. فلكل (core) يوجد knee point مختلفة .. يجب أن اعرف قيمتها لإختيار الكور المناسب.
تعريف الـ knee point طبقا للـ (IEC Standard)
** rated knee point e.m.f. (Ek)
that minimum sinusoidal e.m.f. (r.m.s.) at rated power frequency when applied to the secondary
terminals of the transformer, all other terminals being open-circuited, which when increased by
(10 %) causes the r.m.s. exciting current to increase by no more than 50 %
NOTE The actual knee point e.m.f. will be ≥ the rated knee point e.m.f
ومن الشكل السابق .. يتضح لنا ان Knee point للمنحنى الخاص بالحماية لها قيمة أكبر من قيمتها على المنحنى الخاص بالقياس .. وهذا منطقى جدا حيث أن Core القياس يتم اختياره ليتناسب مع الغرض المطلوب منه وهو القياس وهو يكون عند قيم التيار الطبيعية أثناء التشغيل العادى..
بينما Core الحماية الغرض منه هو العمل عند تيارات عالية مثل (S.C)، فكان يجب ان يتم الإختيار المناسب لذلك، حتى أستطيع حماية المنظومة الكهربية، تحت أى ظروف ، وحتى يكون لنا القدرة على مشاهدة التيارات العالية الناتجة عن الأخطاء المتوقعة أن تحدث على الشبكة المركب عليها محول التيار، وبالتالى تكون القيم المدخلة لجهاز الحماية ، تنقل الصورة بشكل دقيق ، ويقوم حينها جهاز الحماية بدوره.
ثانيا: ما هو الـ Saturation
نبدأ بتعريفه طبقا للـ (IEC Standard)
** saturation flux (Ψs)
that peak value of the flux which would exist in a core in the transition from the non-saturated
to the fully saturated condition and deemed to be that point on the B-H characteristic for the
core concerned at which a 10 % increase in B causes H to be increased by 50 %
ببساطة لنتعرف على مفهوم التشبع (Saturation) هى ظاهرة تحدث، وعندها يتعطل محول التيار عن القيام بدوره ، حيث أنه عند حدوث هذه الظاهرة تكون قيمة التيار على اطراف الملف الثانوى (صفر) تقريبا ، رغم أن تيار الابتدائى وقتها يكون مقدر بإرتفاعات كبيرة جدا.
ولنفهم سبب حدوث ذلك .. خلينا نعرف ان نظرية عمل المحول مبنية على فيض مغناطيسى يمر فى القلب الحديدى، نتيجة للتيار المار خلال الملف الإبتدائى (الواصل للأحمال على الشبكة) وكلما زاد ذلك التيار .. زاد هذا الفيض (تناسب طردى)
حيث أن التشبع يتسبب فى توقف زيادة الفيض العالى .. وبالتالى ، معدل زيادة الفيض تتوقف عند قيمة ثابتة (وحينها معدل تغيير الفيض بالنسبة للزمن ، أصبح تقريبا صفر) وبالتالى لا يكون هناك تيار فى الملف الثانوى اى يساوى صفر.
وعند تلك اللحظة تكون القيم المدخلة لجهاز الحماية غير معبره عن الأحداث التى على الشبكة.. ولا يتخذ جهاز الحماية وقتها قرار الفصل او الحماية المطلوب منه.. حتى يتم حل تلك المشكلة.
والجدير بالذكر فى مجال تصميم محولا التيار والجهد انه يوجد برامج يستخدمها مهندسين التصميم .. والتى من خلالها يتم الحصول على القيم والمعدلات وإختيار نوع السلك وقطره والقلب الحديدى...إلخ... (وكل ذلك يعطية البرنامج بكل الدقة المطلوبة) .. بمجرد إدخال بيانات المحول المطلوب تصنيعة، بالمواصفات التى يطلبها العميل لتكون مناسبة للمهام فى الموقع.
والجدير بالذكر أيضا أن تلك البرامج غاية فى الدقة والكفائة ، والملكية الفكرية لتلك البرامج منسوبه لبلد المنشأ .. حيث يتم إستخدامها تحت إشراف وإسم بلد المنشأ.
فى الختام اشكركم على متابعتكم الكريمة
والى اللقاء فى مقالات قادمة ان شاء الله
فضلا ، قوموا بنشر المقال على وسائل التواصل الإجتماعى، فقد يكون شخصاً فى حاجة إليه
وإن كان لديكم أى إستفسار حول أى مما ورد فى المقال، لا تترددوا فى ترك تعليق بأسفل المقال، سوف نقوم بالرد عليكم فى أسرع وقت إن شاء الله
دمتم بخير وسعداء ، وتذكرونا معكم فى صالح الدعاء.
إعداد وتقديم
مهندس/ محمد علام
01062255748
صفحتى بالفيس بوك
(تعريف بالكاتب) مهندس/ محمد عبد الرحمن علام* مهندس بقسم التصميم الكهربى (بدرجة مدير إدارة)
* نقوم بإنشاء الرسومات الكهربية لخلايا التحكم، والحماية، والقياس، .... لتشغيل المحطات الكهربية للجهد العالى والجهد المتوسط من بداية إستلام المواصفات الفنية، وبنظام تسليم مفتاح
* شرفت بتدريب طلبة كليات الهندسة لمعظم الجامعات (تدريب صيفى للطلبة) على مدار السنوات السابقة
* سابقة الأعمال التى قمت بها فى قسم التصميم الكهربى .. هو تصميم وإنشاء رسومات العديد من المحطات جهد 66 ك.ف وجهد 220 ك.ف حتى مرحلة الربط والتشغيل.
* وايضا تصميم الرسومات التنفيذية لجميع موزعات الجهد المتوسط 11 ك.ف و 24 ك.ف
حتى الوصول للوحات الربط الحلقى والأكشاك.
 فى محولات القياس)){kind=link}
تعليقات
إرسال تعليق