ممارسات تشغيل جيدة للمفتاح الكهربائي والقواطع والمفاتيح التلامسية
الممارسات الجيدة لتشغيل مفاتيح الدائرة والمماسح الكهربائية
تشغيل LV/MV
معدات التوزيع الكهربائي
يهدف هذا الدليل إلى تقديم الممارسات الموصى بها لتشغيل وفحص مفاتيح الدائرة والمماسح الكهربائية القابلة للسحب في معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط (2 - 13.8 كيلو فولت) والجهد المنخفض (200 - 480 فولت). يعتبر التشغيل المنظم من أهم الأمور لزيادة أداء ومدة خدمة معدات المصنع، وكذلك لضمان بيئة عمل آمنة للموظفين.
يوضح هذا المقال مسؤوليات العاملين في التشغيل، بالإضافة إلى الفحوصات اليومية لمعدات التوزيع الكهربائي. كما سيفصّل أفضل الممارسات لتشغيل وحماية المحولات والأحمال والباصات والكابلات ومفاتيح الدائرة والمماسح الكهربائية.
الفحوصات التي يقوم بها المشغلون
يجب على عمال التشغيل إعداد وإجراء فحوصات روتينية دورية لكافة معدات التوزيع الكهربائي في المصنع. يجب الحفاظ على نظافة وجفاف مفاتيح الدائرة والمماسح الكهربائية والباصات لتقليل خطر حدوث أعطال في العزل قد تؤدي إلى الانفجارات والحريق. عموماً، ينصح بإجراء هذه الفحوصات مرة واحدة يومياً.
ما يلي هي العناصر الموصى بها للفحص اليومي لمعدات التوزيع الكهربائي:
إذا تم اكتشاف أي شذوذ خلال عملية الفحص المذكورة أعلاه، يجب إصدار أوامر الصيانة.
سيتناول المقال الممارسات المتعلقة بحماية التغذية الزائدة للأحمال والعيوب الأرضية، وكذلك حماية التغذية الزائدة للمصدر والربط، والممارسات الهامة الأخرى المتعلقة بالمحولات. بالإضافة إلى ذلك، سيتناول تحويلات باصات معدات التوزيع وستستكشف المشكلات التي تنشأ أثناء توازي مصدرين للطاقة وفي مخططات التحويل الزمنية.
الحماية
تم تنسيق الملحقات الواقية بحيث تعمل فقط تلك مفاتيح الدائرة والمماسح الكهربائية اللازمة لعزل العيوب تلقائياً. هذا يتيح للعدد الأكبر من المعدات الاستمرار في العمل، مما يقلل من التأثير على الوحدات المتصلة بالشبكة. كما أنه يعطي مؤشراً على موقع العيب الكهربائي.
عادة ما تكون العيوب الكهربائية في المحولات والأحمال والباصات والكابلات ومفاتيح الدائرة والمماسح الكهربائية دائمة. قبل إعادة تنشيط المعدات، يجب إجراء تحقيق شامل في تشغيل الملحقات الواقية.
عادة ما تتراوح قيمة تيار القصر الكهربائي بين 15,000 إلى 45,000 أمبير، اعتماداً على حجم ومقاومة المحول المصدر.
حماية التغذية الأرضية للأحمال
تستخدم التصميمات التي تحد من تيار العيب الأرضي (عادة حوالي 1000 أمبير) ملحقات أرضية منفصلة تعمل فقط في حالة العيوب الأرضية. تعمل هذه الملحقات بتاخيرات زمنية قصيرة جداً لعزل التغذية الأرضية قبل أن تعمل ملحقات العيب الأرضي لمفاتيح الدائرة المصدر أو الربط.
حماية التغذية الزائدة للمصدر والربط
لا تتوفر مفاتيح الدائرة المصدر والربط بأجزاء تشغيل فوري. بدلاً من ذلك، تعتمد على التأخيرات الزمنية لتنسيق استجابات العيوب مع الباصات والتحميلات التالية.
عادة ما يتم ضبط هذه الملحقات بناءً على أعلى مستويات تيار القصر ثلاثي الأطوار، مع وقت تشغيل يتراوح بين 0.4 إلى 0.8 ثانية.
عادة ما تتميز هذه الملحقات بخصائص زمنية عكسية. وهذا يعني أن مستويات التيار الأقل ستؤدي إلى تأخيرات زمنية أطول بشكل متناسب لكل الملحقات. وبشكل خاص، يتم ضبط مفتاح الربط المتصل بالباص الآخر ليشتغل بعد حوالي 0.4 ثانية، بينما يتم ضبط مفتاح الجانب المنخفض للمحول المصدر ليشتغل بعد حوالي 0.8 ثانية.
حماية التغذية الزائدة للمحول المصدر الجانب العالي
غالباً ما يتم ضبط ملحقات التغذية الزائدة على الجانب العالي للمحول المصدر لتقوم بالعمل بعد حوالي 1.2 ثانية من حدوث القصر الثلاثي الأطوار الأقصى على الجانب المنخفض. يسمح هذا التأخير الزمني بالتخطيط المناسب مع ملحقات التغذية الزائدة على الجانب المنخفض أو الثانوي.
هذه الملحقات عادة ما تكون ذات خصائص زمنية عكسية، مما يعني أن مستويات التيار الأقل تؤدي إلى أوقات تشغيل أطول. تقوم ملحقات التغذية الزائدة الجانب العالي للمحول المصدر بفرض احتمال حدوث عيب في المحول نفسه أو في الباصات أو الكابلات المتصلة بالجانب المنخفض أو في مفتاح الدائرة الجانب المنخفض. سيتم تشغيل جميع المعدات اللازمة لعزل العيب.
بالنسبة للمفاتيح التحويلية الآلية المعزولة (UATs)، والتي تكون مجهزة عادة بحماية التفاضلية، يمكن أن تسبب ملحقات التغذية الزائدة الجانب العالي للمحول المصدر تشغيل الوحدة والمحول الرئيسي بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك، إذا فشل مفتاح الدائرة الجانب المنخفض في قطع العيب، توفر ملحقات التغذية الزائدة الجانب العالي حماية ضد التصاق المفتاح.
حماية التغذية الأرضية المتبقي للمصدر والربط
للتصميمات التي تحد من تيار العيب الأرضي (عادة حوالي 1000 أمبير)، يتم استخدام ملحقات أرضية منفصلة تعمل فقط في حالة العيوب الأرضية. لا تتوفر ملحقات العيب الأرضي لمفاتيح الدائرة المصدر والربط بأجزاء تشغيل فوري. بدلاً من ذلك، تعتمد على التأخيرات الزمنية لتنسيق استجابات العيوب مع الباصات والتحميلات التالية. عادة ما يتم ضبط هذه الملحقات بناءً على أعلى مستويات تيار العيب الأرضي، مع وقت تشغيل يتراوح بين 0.7 إلى 1.1 ثانية.
عادة ما تتميز هذه الملحقات بخصائص زمنية عكسية. وهذا يعني أن مستويات التيار الأقل ستؤدي إلى تأخيرات زمنية أطول بشكل متناسب لكل الملحقات. وبشكل خاص، يتم ضبط مفتاح الربط المتصل بالباص الآخر ليشتغل بعد حوالي 0.7 ثانية لعيوب الأرض بنسبة 100٪، بينما يتم ضبط مفتاح الجانب المنخفض للمحول المصدر ليشتغل بعد حوالي 1.1 ثانية.
حماية الأرض المحايدة للمحول المصدر
في تصميمات تهدف إلى تقييد تيار العيب الأرضي (عادة حوالي 1000 أمبير)، يتم استخدام ملحقات أرضية مخصصة. يتم تصميم هذه الملحقات خصيصاً للكشف بدقة عن تيار الأرض الذي يتدفق عبر النقطة المحايدة للمحول. وهي موجهة بشكل كبير وستتعرض فقط عند حدوث عيب أرضي.
عادة ما يتم ضبط ملحق الأرض المحايد للمحول المصدر ليشتغل بعد حوالي 1.5 ثانية من حدوث العيب الأرضي الأكثر خطورة. يعد هذا التأخير الزمني حاسماً لأنه يضمن أن الملحق يمكن أن ينسق بشكل جيد مع ملحقات الأرض لمفاتيح الدائرة المصدر والربط.
لهذه الملحقات مهمة حاسمة. وظيفتها الأساسية هي عزل العيوب الأرضية التي تحدث على الجانب المنخفض (أي الجانب الثانوي) للمحول المصدر. تشمل مواقع العيوب المحتملة ملفات الجانب المنخفض للمحول، ومفاتيح الدائرة الجانب المنخفض، والباصات والكابلات المتصلة بها. ومن الأهمية بمكان، فإنها تلعب دور الحماية الاحتياطية. في حالة فشل مفتاح الجانب المنخفض في العمل بشكل صحيح عند مواجهة عيب أرضي، سيتدخل ملحق الأرض المحايد بسرعة لقطع الدائرة المعيبة، مما يضمن التشغيل الآمن والاستقرار لنظام الطاقة.
أنظمة الإنذار فقط للأرضيات
تقييد أنظمة الإنذار فقط للأرضيات تيار العيب الأرضي إلى بضع أمبير فقط. القيم النموذجية هي 1.1 أمبير لنظام 480 فولت و3.4 أمبير لنظام 4 كيلوفولت. بالنسبة للمحولات المصدر المتصلة بطريقة Y، يتم عادة تأريض النقطة المحايدة عبر محول تأريض. بالنسبة للمحولات المصدر المتصلة بطريقة Delta، يتم توفير تيار العيب الأرضي عادة بواسطة ثلاثة محولات متصلة بطريقة Y المأرضة على الجانب الأولي وطريقة Delta المفتوحة على الجانب الثانوي.
في كلتا الحالتين، يتم تركيب ملحقات الجهد على الجانب الثانوي للمحولات التأريضية لإصدار إنذار في حالة وجود عيب أرضي. في حالة المحولات المصدر المتصلة بطريقة Delta، يمكن أن يؤدي الانفجار الأولي ل保險丝熔断也会触发警报。
请注意，上述翻译中有一部分未完全翻译成阿拉伯语。以下是完整的翻译：
在这两种情况下，接地变压器的二次侧都安装了电压继电器，以在发生接地故障时发出警报。对于三角连接的电源变压器，接地检测变压器的初级保险丝熔断也会触发警报。 这两种继电方案都会对特定电气系统内的所有接地设备发出警报（通常灵敏度为10%或更高）。这包括电源变压器的低压或次级绕组，以及所有连接的母线、电缆、断路器、电压互感器和负载。 开关柜母线切换 将两个不同的电源并联是切换电源的首选方法。这种方法不会给电机带来压力，确保平稳过渡，并且不会对运行中的设备构成威胁。然而，在许多设计中，并联过程中产生的短路电流超过了馈线断路器的开断能力。 电源断路器和联络断路器不受影响，但馈线断路器可能无法清除近端故障，甚至可能在此过程中损坏。因此，并联时间应尽量缩短（大约几秒钟），以减少暴露时间和馈线故障的可能性。 通常，当一个发电机组向一个系统供电而备用或启动变压器从另一个系统供电时，这个问题更为明显。降低发电机的输出功率通常会使相角更接近，因为随着负载的减少，发电机的功率角会减小。 掉电-拾取切换 掉电-拾取切换，也称为开关时间切换方案，可能会损坏电机。如果新的电源断路器在前一个电源断路器跳闸后未能闭合，可能会导致运行中的单元关闭或操作过程中断。当母线失去电源时，连接的电机作为发电机并向母线提供残余电压。 这种残余电压通常在一秒钟内衰减。 然而，掉电-拾取切换发生得比一秒快得多，残余电压可能会与新电源的电压结合。如果这两个电压的矢量和超过电机额定电压的133%，则切换可能会缩短涉及电机的使用寿命。 自动母线切换方案 自动母线切换方案通常旨在减轻切换期间电机的压力，并与故障继电器协调。通过在电源断路器跳闸后启动切换来实现与过流继电器的协调。如果过流继电器导致电源断路器跳闸（表示母线故障），自动切换将被阻止。 此外，这些方案通常使用残余电压继电器和/或高速同步检查继电器。只有当残余电压和新电源电压的矢量和小于电机额定电压的133%时，才允许切换。如果86锁定继电器阻止了切换，方案通常会超时。 但是，如果没有这种情况，操作员应在重置86锁定继电器之前验证自动切换方案已停用。 في كلتا الحالتين، يتم تركيب ملحقات الجهد على الجانب الثانوي للمحولات التأريضية لإصدار إنذار في حالة وجود عيب أرضي. في حالة المحولات المصدر المتصلة بطريقة Delta، يمكن أن يؤدي الانفجار الأولي لـ Fuses للمحولات الكاشفة للأرضيات إلى إصدار إنذار أيضًا. تعمل كلا النظامين على إصدار إنذارات (عادة بحساسية 10% أو أعلى) لكل المعدات المأرضة ضمن نظام كهربائي معين. هذا يشمل ملفات الجانب المنخفض أو الثانوي للمحول المصدر، وكذلك جميع الباصات والكابلات ومفاتيح الدائرة والمتحولات الجهدية والأحمال المتصلة. تحويلات باصات معدات التوزيع تعتبر طريقة توازي مصدرين مختلفة هي الطريقة المفضلة لتغيير المصدر. هذه الطريقة لا تسبب أي ضغط على المحركات، وتحافظ على انتقال سلس، ولا تشكل أي تهديد للمعدات الجارية. ومع ذلك، في العديد من التصاميم، يتجاوز التيار القصير الذي يتم إنتاجه أثناء عملية التوازي قدرة الفصل لمفاتيح الدائرة التغذية. لا تتأثر مفاتيح الدائرة المصدر والربط، ولكن قد يفشل مفاتيح الدائرة التغذية في قطع الأعطال القريبة وقد تتعرض للتلف في العملية. لذلك، يجب تقليل مدة التوازي (حوالي بضع ثوانٍ) لتقليل وقت التعرض واحتمالية حدوث أعطال في التغذية. عادة، يكون هذا المشكلة أكثر وضوحاً عندما يوفر وحدة توليد الطاقة الطاقة لنظام واحد بينما يتم تغذية المحول الاحتياطي أو بداية التشغيل من نظام مختلف. تقليل إنتاج الطاقة للوحدة عادة ما يجعل زوايا الطور أقرب معاً، حيث يقل زاوية الطاقة للوحدة مع تقليل الحمل. تحويلات القطع واللتقط تحويلات القطع واللتقط، المعروفة أيضاً بأنظمة التحويل الزمني، قد تضر المحركات. إذا فشل مفتاح المصدر الجديد في الإغلاق بعد أن يقفز مفتاح المصدر السابق، فقد يؤدي ذلك إلى إيقاف وحدة جارية أو تعطيل عملية جارية. عندما تفقد الباص الكهرباء، تعمل المحركات المتصلة كمحولات وتزود الباص بجهد متبقي. عادة ما ينخفض هذا الجهد المتبقي خلال حوالي ثانية. ومع ذلك، تحدث تحويلات القطع واللتقط بشكل أسرع بكثير من ثانية واحدة، ويمكن أن يندمج الجهد المتبقي مع الجهد من المصدر الجديد. إذا تجاوز مجموع هذين الجهدين 133% من الجهد المقنن للمحرك، فقد يؤدي التحويل إلى تقليل عمر الخدمة للمحركات المشاركة. أنظمة التحويل التلقائي للباص تم تصميم أنظمة التحويل التلقائي للباص بشكل عام لتخفيف الضغط على المحركات أثناء التحويل وتتناسق مع ملحقات العيوب. يتم تحقيق التنسيق مع ملحقات التغذية الزائدة عن طريق بدء التحويل بعد أن يقفز مفتاح الدائرة المصدر. إذا أدى ملحقات التغذية الزائدة إلى قفز مفتاح الدائرة المصدر (إشارة إلى عيب في الباص)، سيتم منع التحويل التلقائي. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم هذه الأنظمة عادةً ملحقات الجهد المتبقي و / أو ملحقات التحقق السريع من التزامن. يتم السماح بالتحويلات فقط عندما يكون مجموع الجهد المتبقي والجهد من المصدر الجديد أقل من 133% من الجهد المقنن للمحرك. إذا تم منع التحويل بواسطة ملحقات القفل 86، فإن النظام عادة ما يتوقف عن العمل. ومع ذلك، إذا لم يكن الأمر كذلك، يجب على المشغلين التحقق من إلغاء تنشيط نظام التحويل التلقائي قبل إعادة ضبط ملحقات القفل 86 للباص.
并联两个电源
توازي مصدرين
