محول القدرة من ضمن أهم المكونات الرئيسية فى منظومة القوى الكهربية
ومن المهم جدا الإهتمام بجدول الصيانات الدوريه له، والحرص الشديد على توفير الحماية اللازمة للمحولات ، وذلك بهدف ضمان إستقرار الشبكة الكهربية وتحقيق الموثوقية والإعتماديه المطلوبة لإستمرار التغذية وجودتها للمستهلكين ، وتقليل فترات الإنقطاع لأقل ما يمكن.. ولتحقيق ذلك الهدف فإنه يلزم مجهود كبير ومنظم.
لذلك نجد أن اجهزة الوقاية التى يتم وضعها على المحول تنقسم إلى (كهربية) و (ميكانيكية) :-
* (الكهربية)
- Differential Relay
- Restricted Earth Fault Relay
- Over current & Earth Fault
*(الميكانيكية)
- Buchholz Relay (وقاية غازية داخل التنك او مغير الجهد).
- pressure relief (وقاية ضد زيادة الضغط).
- Temperature (wind., oil) (وقاية ضد زيادة درجة الحرارة للملفات او للزيت).
وببساطة ومن المسمى نقدر نقول أن الوقاية الكهربية بتكون لإستشعار الأخطاء أو الظواهر الكهربية مثل (ارتفاع التيار – انخفاض الجهد ).
والوقاية الميكانيكية تهتم بظواهر اخرى مثل زيادة الضغط او درجة الحرارة داخل المحول.
فلسفة الوقاية بشكل عام:
وعلشان نتكلم اليوم عن وقاية المحول خلينا نتعرف سريعا ونلقى نظرة على فلسفة الوقاية بشكل عام فى منظومة القوى الكهربية.
ولازم نعرف ان الدور الأساسى والهدف من الوقاية فى المنظومة هو عزل مكان العطل بأقصى سرعة حتى لا يحدث إنهيار لأى من المكونات او المهمات المغذية للعطل بالمنظومة .
وإنطلاقا من هذا الهدف العام لفكرة وفلسفة الوقاية ولضمان تحقيق ذلك الدور بشكل جيد وبدون قصور.. فنجد انه قد تم تقسيم أى منظومة كهربية إلى مناطق كما بالشكل فى الصور التالية:
ونجد أن محولات التيار (والتى تكلمنا عنها سابقا بالتفصيل فى ثلاث مقالات) هى الحد الفاصل بين أى منطقة والمنطقة المجاورة لها.
وكل منطقة من هذه المناطق لها أجهزة الوقاية المناسبة والخاصة بها والتى تتوافق مع وظيفة وخصائص ومتطلبات تلك المنطقة.
فنجد أن (لمنطقة المحولات أجهزة وقاية مختلفة عن منطقة الخطوط ومختلفة عن منطقة البسبار (Bus-bar) .... وهكذا).
ومن المهم أن تعرف أيضا انه احيانا ولبعض المناطق (zone) يكون هناك جهاز وقاية أساسى وجهاز ، وقاية احتياطى يعمل فى حالة عدم استجابة الوقاية الأساسية ؛
اى ان المنطقة تكون مغطاه بأكثر من جهاز وقاية .. وكل جهاز وقاية يقوم بتغطية الأعطال التى تحدث فى أكثر من منطقة وهو ما يعرف بــ (OverLap)
وبكده نكون عرفنا نظرة عامة لـ فكرة وفلسفه الوقاية فى المنظومة الكهربية.
نرجع تانى لموضوع اليوم ونقول .. ان منطقة المحول هى المنطقة المحصورة بين محولى التيار.. كما فى الصورة التالية
وخلينا اليوم نركز على شرح وتوضيح
الوقاية التفاضلية (Differential Relay )
وبالمثال فى الصورة التالية
لو افترضنا ان المحول .Step down tr وكما فى الصورة نرى إتجاه تدفق التيار لمحول القدرة ..
فإنه ينتج عن ذلك أن اتجاه التيار فى ملفات محول التيار (I1 , I2 ) التى تمر فى (Secondary CT) تكون عكس الإتجاه لتدفق تيار محول القدرة واللى بيمر فى ملف الـ (Primary) كما هو موضح.
وسؤال هام جدا ممكن نسأله ، ليه ذلك النوع من الحماية (diff. relay) خاص بمحول القدرة ؟؟
رغم وجود أجهزة الحماية المتعارف عليها والتى تستشعر ارتفاع التيار O.C , S.C ؟؟
والجواب .. لأن التيار كلما يكون قريب من ملفات محول القدرة بيكون أكثر خطورة وربما يؤدى إلى احتراق ملفات محول القدرة أو يؤثر على العزل بداخله .. حيث أن محول القدرة من ضمن المكونات الهامة جدا فى المنظومة الكهربية و بالإضافة لقيمته الشرائية مرتفعة الثمن.
فنجد ان المنطقة المحصورة بين محولى التيار (يمين ويسار محول القدرة) هى المنطقة القريبة من ملفات محول القدرة وهى المنطقة المستهدفة بذلك النوع من الحماية.
فلو حدث خطأ أو إرتفاع تيار فى تلك المنطقة فيجب الفصل فورا وفى أسرع وقت ممكن عن طريق جهاز الحماية وذلك للحفاظ على محول القدرة.
ومن هنا نقدر نقول فكرة عمل
جهاز الحماية Diff. Relay وكيف يعمل: -
فكما هو موضح بالشكل نجد ان الـ (Diff. Coil) داخل جهاز الحماية يقوم بمقارنة التيار (I1) و التيار (I2) اللى بيمر فى high side & low side لمحول القدرة..
وتعالوا ندرس ثلاث افتراضات :-
اإفتراض الأول Differential Relay Load
نفترض ان المحول يعمل بشكل مستقر فى حالة الحمل العادى .. ففى هذه الحاله نجد ان بمقارنه التيارات داخل جهاز الحماية تكون المحصلة للتيار (I1) & (I2) هتكون تساوى (صفر) Diff. Current=0وهذه الحاله حاله الإتزان. .. والتى يتم ضبط قيم التيار الداخلة على جهاز الحماية لتكون المحصلة تساوى صفر فى وضع الحمل والتشغل العادى المستقر.
وهذا ما بنى عليه فكرة عمل الجهاز.. وهو انه عندما تكون محصله التيار الدخله على ملف الجهاز تساوى صفر (تكون الحاله مستقرة ولا يوجد اى مشكله أو خطأ) ،
أما عندما تكون المحصله هى قيمة كبيرة للتيار .. (فتكون تلك الحالة تستوجب أن يقوم الجهاز بدوره فى الحماية والفصل السريع للمصادر المغذيه للـ Fault
الإفتراض الثانى Differential Relay External Fault
حدوث خطأ Fault فى المنطقة الموضحة بالشكل التالى:
وهى منطقة خارج عمل جهاز الحماية diff. relay
فنجد انه رغم ارتفاع التيارات المارة فى محول التيار (I1) & (I2) ولكن تكون المحصلة داخل جهاز الحماية صفر.
اى أن جهاز الحماية لا يعمل على الفصل فى تلك الحالة .. وذلك لأن الخطأ خارج نطاق منطقة عمله وبالتالى فهو لا يرى ذلك ال Fault
مع الوضع فى الإعتبار أن هناك اجهزة حماية اخرى منوطه بإكتشاف ذلك الخطأ وإن كانت ليست موضوع حديثنا اليوم.
الإفتراض الثالث Differential Relay Internal Fault
حدوث خطأ Fault فى المنطقة المحصورة بين محولى التيار CT كما مبين فى الشكل التالى:
وهى منطقة داخل عمل جهاز الحماية diff. relay
فنجد انه هناك حالتان يمكن ذكرهما فى ذلك الموضع :
(الحاله الاولى) ان يكون هناك مصدر تغذية واحد وليكن ناحية اليسار (I1P) .. فى تلك الحاله نجد انه وكما نعرف ان تدفق التيار حاله الـ Fault دائما يتجه الى اسهل طريق للتدفق وهو اتجاه نقطة حدوث الـ Fault .
فنجد ان (I1S) له قيمه كبيرة تمر عكس اتجاه (I1P) ونجد ان (I2S) قيمته بصفر لأنه لا يوجد مصدر تغذيه الناحية الأخرى ..
وكما فى الشكل يمر تيار كبير بـ (Diff. Coil) داخل جهاز الحماية يعرف بـ (تيار المحصله).
و (الحالة الثانية فى نفس هذا الإفتراض) ان يكون هناك مصدران تغذيه من الجهتين كأن يكون مثلا الباص بار ضمن شبكة متصل عليها اكثر من محول قدرة ، او هناك رابط قضبان BC يربط بين القضبان..
وفى هذه الحاله ينتج تيار من الجهتين (I1S) & (I2S) كما فى الشكل نجد ان التيارات تمر داخل ملف جهاز الحماية داعمة لبعضها فى نفس الإتجاه مما يجعل المحصلة ايضا تيار كبير جدا يمر بـ (Diff. Coil)
واى من الحالتين فى ذلك الإفتراض الثالث.. فإنه يوجد قيمة للتيار عالية وكافيه ليجعل جهاز Differential Relay يشتغل ويقوم بدوره فى الفصل للمصادة المغذيه للـ FAULT
وطبعا لازم نأكد ونكون عارفين ، أن قيمة تيار الخطأ الذى يسوتجب عمل جهاز Differential Relay ليقوم بالفصل وعزل الخطأ .. هى قيمة محسوبة وبيتم عمل ضبط وبرمجة لجهاز الحمايه عليها.
سؤال العدد:-
أي اجهزة الحماية الاتية الذى يحتاج للجهد(PT) والتيار(CT) معاً ؟ ضمن معطياته هل اجهزة الوقاية الإتجاهية او اجهز الوقاية الغير اتجاهية ؟ (ولماذا)؟؟
جاوب على سؤال العدد فى التعليقات على البوست من هنا
والى اللقاء ايها الرائعون
فضلا ، قوموا بنشر المقال ، لتعم الفائدة
وإن كان لديكم أى إستفسار حول أى مما ورد فى المقال، لا تترددوا فى ترك تعليق ، وسوف أقوم 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
لينك قناة اليوتيوب
* 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.
تعليقات
إرسال تعليق