ما هو تنسيق العزل؟

التعريف: يشير التنسيق العازل إلى عملية تحديد مستويات العزل للمكونات النظام الكهربائي. في جوهره، يتعلق الأمر بتحديد قوة عزل المعدات. يتم تعريض العزل الداخلي والخارجي للمعدات الكهربائية لكل من الجهد المستمر الطبيعي والجهد غير الطبيعي المؤقت.

تم تصميم عزل المعدات لتحمل أعلى جهد نظام التردد الكهربائي، وارتفاعات الجهد المؤقتة للتردد الكهربائي التي تحدث أحياناً، وزيادات الجهد الناجمة عن الصواعق. يتم تعيين مستوى عزل محدد للمعدات الكهربائية ويمكن التحقق من أدائها من خلال أنواع مختلفة من الاختبارات. يتم تحديد متطلبات العزل بالنظر في العوامل التالية:

أعلى جهد نظام التردد الكهربائي

تتميز شبكات الطاقة البديلة بأنها تحتوي على مستويات جهد تردد كهربائي معينة مختلفة مثل 400 فولت، 3.3 كيلوفولت، 6.6 كيلوفولت، إلخ. عندما يكون النظام محملًا بشكل خفيف، يزداد الجهد الترددي الكهربائي عند طرف الاستقبال للخط. يتم تصميم وتقييم معدات نظام الطاقة لتتحمل أعلى جهد تردد كهربائي لنظام (440 فولت، 3.6 كيلوفولت، 7.2 كيلوفولت، إلخ) دون حدوث انهيار للعزل الداخلي أو الخارجي.

ارتفاعات الجهد المؤقتة للتردد الكهربائي

يمكن أن تسبب ارتفاعات الجهد المؤقتة في نظام الطاقة بسبب رفض الحمل، الأعطال، الرنين، وغيرها. هذه الارتفاعات عادة ما تكون بتردد حوالي 50 هرتز، مع قمم نسبية أقل، ومعدل ارتفاع أبطأ، ومدة أطول (من ثوانٍ وحتى دقائق). يتم توفير الحماية ضد الارتفاعات المؤقتة للجهد الترددي الكهربائي بواسطة مفتاح زمني معكوس محدد (IDMT).

يتم توصيل مفتاح IDMT بمتحول الجهد الثانوي للحافلة ومفاتيح الدائرة. يستجيب المفتاح ومفتاح الدائرة في غضون ميلي ثانية، مما يحمي النظام من الارتفاعات المؤقتة للجهد.

زيادات الجهد العابرة

يمكن أن تسبب الزيادات العابرة للجهد في نظام الطاقة بسبب ظواهر مثل الصواعق، عمليات التبديل، إعادة الضرب، والموجات المسافرة. يتميز هذا النوع من الزيادات في نظام الطاقة بقيم قمة عالية، ومعدل ارتفاع سريع، ومدة تستمر لبضع عشرات إلى مئات الميكروثانية، وهذا هو السبب في اعتبارها عابرة.

يمكن لهذه الزيادات أن تسبب زيادة في الجهد وتلفًا بين الأطوار والأرض، أو في نقاط ضعف النظام. كما يمكن أن تؤدي إلى انهيار العزل الغازي، السائل، أو الصلب، وكذلك فشل المحولات والأجهزة الكهربائية الدوارة.

من خلال التنسيق العازل المناسب واستخدام مانعات الصواعق، تم تقليل معدلات الفشل الناجمة عن الصواعق وعمليات التبديل بشكل كبير. يتم تركيب أجهزة حماية مختلفة على شبكة الطاقة. يتم تصميم هذه الأجهزة لاعتراض الصواعق ولخفض معدل الارتفاع القممي للزيادات التي تصل إلى المعدات، مما يحميها من التلف المحتمل.

مستويات تحمل المعدات

يعد المستوى الأساسي للعزل (BIL) مستوى مرجعيًا يتمثل في جهد القمة للصاعقة القياسية لا يتجاوز 1.2/50 μs. يجب أن تكون الأجهزة والمعدات قادرة على تحمل موجات الاختبار ذات السعة أكبر من BIL.

يتضمن التنسيق العازل اختيار العزل المناسب للمعدات بناءً على استخدامها. يتم ذلك لتقليل الأحداث غير المرغوب فيها داخل النظام الناتجة عن الضغوط الجهدية (التي تسببها الارتفاعات الجهدية لنظام الطاقة). يشير الانهيار العازل إلى العلاقة بين الانهيار العازل لمكونات نظام الطاقة المختلفة والعزل للأجهزة الحامية المستخدمة لحماية تلك المعدات من الارتفاعات الجهدية.

للتشغيل الآمن للمعدات، يجب أن يكون قوة العزل مساوية أو أعلى من المستوى الأساسي للعزل. يجب اختيار المعدات الحامية لمحطات التحويل لتوفير حماية عازلة فعالة تتوافق مع هذه المستويات وبأقل تكلفة ممكنة.