أكتوبر 06, 2018[100% Working] Microsoft Office 2010 Product Key for Free

 ما هي المتطلبات العامة لأجهزة الوقاية الكهربائية في محطات التحويل الكهربائية

الدرس السابق:تعرف على أهم المفاهيم الأساسية فى منظومة الوقاية الكهربائية

  منظومات الحماية يجب أن تكون لها معايير ومواصفات موحدة عامة لأجهزة الوقاية وهى:

الإعتمادية Dependability :

    ويقصد بها أن الجهاز يعتمد عليه، وهذا يعنى أنه دائما يصدر إشارة الفصل وقت أن يكون مطلوب منه ذلك. وتقاس الــ Dependability حسب 1-1. Eq ،وفيها يقاس كم مرة فصل الجهاز فصلا صحيحا مقارنة بعدد مرات الفصل المطلوبة منه:

Eq. 1-1: % Dependability = (Number of correct trips / Number of desired trips) × 100

التأمين Security 

   وهى صفة تدرس لتحليل مرات الفصل الخاطئ من الجهاز حسب 2-1. Eq .وتعبر عن نسبة الفصل الصحيح مقارنة بعدد مرات الفصل الفعلية عموما (شاملة الصحيحة غير الصحيحة) ، بمعنى أنه مطلوب منه ألا يفصل إلا إذا تأكد تماما أن الفصل مطلوب منه

Eq. 1-2: % Security = (Number of correct trips / Total number of 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 trips) × 100 

  لاحظ المقام مختلف عن الصفة السابقة. 
   وأحيانا يعبر عن العالقة بين المصطلحين السابقين بالأشكال التالية:

  فواضح من التوصيلة فى الشكل الأيسر أن المصمم مهتم جدا بأن تكون منظومة الوقاية يعتمد عليها في اكتشاف الأعطال ولذا جعل هناك شرطين على التوازى فأيهما تحقق يكون كافيا لاكتشاف وفصل الأعطال، أما التوصيلة اليمنى فالمصمم مهتم بأن يكون الفصل فقط في الظروف القصوى ولذا جعل الشرطين على التوالى ويلزم تحقق الشرطين لحدوث الفصل بمعنى أنه مهتم أكثر بمسألة التأمين.

الإعتمادية Reliability 

  وهى تقيس نسبة الفصل الصحيح بالقياس إلى عدد مرات الفصل (المطلوبة + الغير صحيحة)

Eq. 1-3: % Reliability = (Number of correct trips / Number of Desired trips+Incorrect Trips) × 100 

الاختيارية Selectivity 

لا يكفى أن يكون لدينا Reliable Relay  ،لأنه من المعروف أنه عند حدوث عطل فالكثير من أجهزة الوقاية تكتشف العطل فهى بالتالي Reliable ،لكن ليس المهم فقط أن تكتشفه، وإنما المهم أن تكون لها القدرة على أن تقرر هل هذا العطل يقع فى حدود عملها ومنطقة تشغيلها أم أنه خارج عنها ؟ وبالتالي فمن أهم المتطلبات لجهاز الوقاية أن يكون أيضا Selective ،بمعنى أن تكون له القدرة على أن يختار بدقة الــ Faulty Circuit  التي يجب فصلها فيفصلها، ولا يزيد عن ذلك. ففى الشكل التالي على سبيل المثال، فإن العطل F1 سيشعر به ربما كل أجهزة الوقاية فى الشبكة، لكن إذا اشتغل الجهاز رقم 9 قبل الجهاز رقم 15 فإننا نقول عن الجهاز رقم 9 أنه (Unselective) بمعنى أنه أساء الإختيار.

الحساسية Sensitivity 

   كذلك مطلوب من جهاز الوقاية أن يكون Sensitive أي له حساسية معينة لاكتشاف الأعطال، فمن المعلوم أنه كلما ارتفع قيمة تيار العطل كلما كان من السهل على جهاز الوقاية أن يكتشفه، لكن كلما انخفضت قيمة تيار العطل كلما انخفضت حساسية الجهاز، والمطلوب من الجهاز المركب فى مكان ما ألا تقل حساسيته عن قيمة أقل تيار عطل متوقع فى هذه المنطقة، و إلا سيصبح الجهاز غير حساس.

الملائمة Adequateness 

  اذا كان جهاز الوقاية مصمما بحيث يمكنه اكتشاف جميع أنواع الأعطال فان التكلفة تكون عالية جدا، ولذا يكفى فى الغالب أن يكون الـ Relay مصمما بحيث يلائم مهمة محددة فقط، بمعنى آخر أن يكتشف فقط نوعية معينة من الأعطال. 

  و العوامل التى تتحكم فى ملائمة الــ Relays هى: 

•  قدرة العنصر(Power Rating) التى سوف يحميه الــ Relay.
•  مكان و أهمية وتكلفة هذا العنصر. 
• احتمالات التعرض لحالات غير عادية نتيجة أسباب داخلية أو خارجية. 
• تأثير انهيار العنصر على استمرارية التغذية الكهربائية، فبعض العناصر تكون عالية الأهمية مثل الــ Generator الذى لو انهار فستتوقف التغذية تماما.

   ويجب مراعاة الملائمة عند اختيار نظام الوقاية للشبكة الكهربائية، وهذا يعتمد على كفاءة التخطيط السليم، فعلى سبيل المثال عند التخطيط لحماية محولات و محركات الجهد المنخفض فليس من المناسب استخدام نظام وقاية ذى تكلفة عالية، بل من الممكن على سبيل المثال عند تصميم نظام وقاية لمحول توزيع قدرة 250kVA أن يكتفى باستخدام مصهرات Fuses ذات سعة قطع عالية.

السرعة فى عزل العطل Speed 

   سرعة عزل العطل تقلل من احتمال انهيار المعدات المراد حمايتها، فعلى سبيل المثال إذا حـدث Short Circuit على قضبان توزيع رئيسية BB بقيمة 40 كيلو أمبير وتم عزله فى زمن قدره مثال 80 مللى ثانية فمن غير المتوقع أن يحدث انهيار لهذه القضبان رغم قيمة التيار الكبيرة لأن انهيار القضبان يتوقف أيضا على المدة الزمنية التي مر تيار القصر Short Circuit Current بها، لكن إذا لم يكتشف هذا العطل بالسرعة الكافية واستمر مثال لمدة 5 ثوانى بدال من 80 مللى ثانية، فسوف يحدث انهيار كامل للقضبان.

  كما أن سرعة عزل العطل تساعد على تحسين استقرار الشبكة الكهربية Stability ،و يؤخذ هذا فى الاعتبار عند وضع مخطط الوقاية (Protection Schemes) لخطوط الجهد العالى والمولدات الكبيرة و المحولات الكبيرة و المحركات إلخ.

   و على الرغم من أهمية عزل العطل بسرعة الا أن التأخير الزمنى (Time Delay) يكون مرغوب فيه أحيانا للأسباب الآتية:

1 .لإعطاء فرصة للتمييز Discrimination بين الوقاية الرئيسية و الوقاية الاحتياطية.
2 .للتغلب على التشغيل الخاطئ للــ Relays فى الحالات التالية: 

• التيارات الكبيرة الناتجة عند بدء تشغيل المحولات (Inrush Currents ) 
• التيارات الناتجة من الأعطال العابرة و الطارئة (Faults Transient ) 
• التغير فى الأحمال (Load Fluctuations )

الإستقرار Stability

 خاصية الاستقرار بالنسبة لجهاز الوقـاية تعنى أن يظل نظام الوقاية مسـتقرا  عند حـدوث Short circuit  خارج المنطقة المحمية أو عند حدوث حالات أعطال عارضة Transient Faults  فلا يعمل دون داع.

الإقتصاد Economics

 تعنى محاولة تصميم نظام وقاية عالى الكفاءة بأقل التكاليف.

الدرس التالي: تعرف على تاريخ تصنيع وتطوير أجهزة الوقاية الكهربائية.