ما هي أنظمة السلامة التي تمنع معكوسات الشبكة من تغذية الكهرباء خلال انقطاعات الشبكة
أنظمة الأمان لمنع المحوّلات المتصلة بالشبكة من تزويد الشبكة بالطاقة أثناء انقطاعات التيار الكهربائي
لمنع المحوّلات المتصلة بالشبكة من الاستمرار في تزويد الشبكة بالطاقة أثناء الانقطاعات، يتم عادة استخدام عدة أنظمة وأليات أمان. هذه الإجراءات لا تحمي فقط استقرار وسلامة الشبكة، بل تضمن أيضاً سلامة الفنيين والمستخدمين الآخرين. فيما يلي بعض الأنظمة والأليات الأمنية الشائعة:
1. حماية ضد العزلة
حماية ضد العزلة هي تقنية حاسمة لمنع المحوّلات المتصلة بالشبكة من تزويد الطاقة عندما تكون الشبكة معطلة.
مبدأ العمل: عند حدوث انقطاع في الشبكة، تقوم حماية ضد العزلة باكتشاف التغييرات في الجهد أو التردد في الشبكة وتقوم بفصل المحول عن الشبكة بسرعة لمنعه من الاستمرار في تزويد الطاقة.
طرق التنفيذ:
طرق الكشف النشطة: من خلال حقن إشارات اضطراب صغيرة (مثل الاضطرابات في التردد أو الجهد) في الشبكة، يتم امتصاص هذه الإشارات إذا كانت الشبكة تعمل بشكل طبيعي. ومع ذلك، إذا انقطعت الشبكة، فإن إشارات الاضطراب تسبب تغييرات واضحة في الجهد أو التردد، مما يؤدي إلى فصل المحول.
طرق الكشف السلبية: مراقبة معلمات مثل جهد الشبكة والتردد، وفصل المحول على الفور إذا تجاوزت القيم نطاقات محددة مسبقاً (مثل زيادة الجهد أو نقصانه، التردد غير الطبيعي).
2. أجهزة حماية ذاتية الفصل
أجهزة حماية ذاتية الفصل تراقب حالة الشبكة وتقوم بفصل المحول عن الشبكة بسرعة عند اكتشاف أي شذوذ.
أجهزة الفصل ذاتية الفصل للجهد: تراقب جهد الشبكة وتقوم بفصل المحول تلقائياً إذا تجاوز الجهد النطاقات الطبيعية (مرتفع جداً أو منخفض جداً).
أجهزة الفصل ذاتية الفصل للتردد: تراقب تردد الشبكة وتقوم بفصل المحول تلقائياً إذا خرج التردد عن الحدود المقبولة (مرتفع جداً أو منخفض جداً).
أجهزة الفصل ذاتية الفصل لكشف الطور: تراقب تغيرات الطور في الشبكة لضمان استمرار تزامن المحول مع الشبكة. إذا فقد التزامن، يتم فصل المحول على الفور.
3. مفاتيح الدائرة السريعة الفعل
مفاتيح الدائرة السريعة الفعل هي أجهزة قادرة على الاستجابة للتغيرات في حالة الشبكة خلال مilliseconds.
مبدأ العمل: عند حدوث عطل أو انقطاع في الشبكة، يمكن لمفاتيح الدائرة السريعة الفعل قطع الاتصال الكهربائي بين المحول والشبكة بسرعة، مما يمنع المحول من الاستمرار في تزويد الطاقة.
سيناريوهات التطبيق: تستخدم على نطاق واسع في محطات الطاقة الشمسية الكبيرة ومزارع الرياح وأنظمة توليد الطاقة الموزعة الأخرى لضمان عزل مصدر الطاقة بسرعة أثناء أعطال الشبكة.
4. مفاتيح الدائرة الجانبية المستمرة
مفاتيح الدائرة الجانبية المستمرة تتحكم في طاقة الدخل المستمرة للمحول.
الوظيفة: بالإضافة إلى قطع الاتصال الجانب المتناوب، فإن قطع مصدر الطاقة الجانب المستمر يمكن أن يتوقف تماماً عن تشغيل المحول عندما تكون الشبكة معطلة.
سيناريوهات التطبيق: تستخدم أساساً في محوّلات أنظمة الطاقة الشمسية لضمان عدم استمرار تزويد الطاقة المستمرة من الألواح الشمسية للمحول أثناء انقطاعات الشبكة.
5. أنظمة الرصد الذكية
توفر أنظمة الرصد الذكية وظائف التحكم التلقائي والتحذير من خلال مراقبة حالة الشبكة وتشغيل المحول في الوقت الحقيقي.
الرصد عن بعد: باستخدام أجهزة الاستشعار ووحدات الاتصال لمراقبة معلمات مثل جهد الشبكة والتردد والطاقة، وإرسال البيانات إلى نظام التحكم المركزي لتحليلها.
الفصل التلقائي: عند اكتشاف انقطاعات في الشبكة أو أي شذوذ آخر، يمكن لأنظمة الرصد الذكية إصدار أوامر تلقائية لفصل المحول عن الشبكة.
تسجيل البيانات والتحليل: تسجيل بيانات تاريخية لعمليات الشبكة وتشغيل المحول لتحليلها وتحسين استراتيجيات تشغيل النظام لاحقاً.
6. حماية ضد الأعطال الأرضية
كشف حماية ضد الأعطال الأرضية للأعطال الأرضية في نظام المحول المتصل بالشبكة لضمان عدم حدوث تسرب خطير للتيار أثناء انقطاعات الشبكة.
مبدأ العمل: من خلال مراقبة التيار الأرضي في النظام، بمجرد اكتشاف تيار أرضي غير طبيعي (مثل القصر أو التسرب)، يتم فصل المحول عن الشبكة على الفور.
سيناريوهات التطبيق: تنطبق على أنواع مختلفة من أنظمة المحولات المتصلة بالشبكة، خاصة في البيئات التي تكون عرضة للرطوبة أو الصواعق.
7. نظام إدارة الطاقة ثنائي الاتجاه
يقوم نظام إدارة الطاقة ثنائي الاتجاه بتنسيق تدفق الطاقة بين المحوّلات المتصلة بالشبكة وأنظمة تخزين الطاقة.
مبدأ العمل: أثناء انقطاعات الشبكة، يمكن للنظام التحويل تلقائياً إلى وضع خارج الشبكة، تخزين الطاقة الزائدة في البطاريات أو أجهزة تخزين الطاقة الأخرى بدلاً من الاستمرار في تزويد الشبكة بالطاقة.
سيناريوهات التطبيق: يستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة الهجينة (مثل أنظمة الطاقة الشمسية + التخزين) لضمان التشغيل المستقل دون التأثير على الشبكة أثناء انقطاعاتها.
8. مفاتيح الفصل اليدوية
مفاتيح الفصل اليدوية هي مفاتيح فيزيائية تسمح للمشغلين بفصل المحول عن الشبكة يدوياً في حالات الطوارئ.
سيناريوهات التطبيق: رغم أن معظم المحوّلات الحديثة مجهزة بميزات الفصل التلقائي، فإن مفاتيح الفصل اليدوية توفر أماناً إضافياً في بعض الحالات الخاصة (مثل الصيانة أو الطوارئ).
ملخص
لمنع المحوّلات المتصلة بالشبكة من الاستمرار في تزويد الشبكة بالطاقة أثناء انقطاعات التيار الكهربائي، غالباً ما يتم الجمع بين العديد من الأنظمة والأليات الأمنية، بما في ذلك حماية ضد العزلة وأجهزة حماية ذاتية الفصل ومفاتيح الدائرة السريعة الفعل ومفاتيح الدائرة الجانبية المستمرة وأنظمة الرصد الذكية وحماية ضد الأعطال الأرضية وأنظمة إدارة الطاقة ثنائية الاتجاه ومفاتيح الفصل اليدوية. تعمل هذه الإجراءات معًا لضمان سلامة وموثوقية واستقرار الشبكة.
