مفاعل تقييد التيار

المقاوم المحدود للتيار

يعد المقاوم المحدود للتيار ملفاً حثياً يتميز بمقاومة حثية أعلى بشكل كبير مقارنة بممانعته، ويتم تصميمه لتقييد التيار القصير أثناء حدوث أعطال. كما يساعد هذه المقاومات في تقليل الاضطرابات الجهدية في باقي نظام الطاقة. يتم تركيبها في الخطوط المرسلة، والخطوط الرابطة، وخطوط الأحمال المتصلة بالمحركات، وبين أقسام الحافلة لتقليل شدة التيار القصير وتخفيف الاضطرابات الجهدية المرتبطة به.

تحت ظروف التشغيل العادية، تسمح المقاومات بتدفق الطاقة دون عائق. ومع ذلك، أثناء حدوث عطل، يقيد المقاوم الاضطرابات في القسم المعطوب. بما أن مقاومة النظام ضئيلة مقارنة بمقاومته الحثية، فإن وجود المقاوم له تأثير ضئيل على كفاءة النظام ككل.

الوظيفة الرئيسية للمقاوم المحدود للتيار

الهدف الرئيسي للمقاوم المحدود للتيار هو الحفاظ على مقاومته الحثية عندما يتدفق تيار قصير كبير عبر ملفاته. عندما يتجاوز تيار العطل حوالي ثلاثة أضعاف التيار الكامل المقنن، يتم استخدام المقاومات ذات النواة الحديدية ذات المساحة المقطعية الكبيرة لتقييد تيار العطل. ومع ذلك، بسبب تكلفتها العالية وزنها الكبير بسبب النوى الحديدية الضخمة، تعتبر المقاومات ذات النواة الهوائية الخيار المفضل لتقييد تيار العطل في معظم التطبيقات.

• المقاومات ذات النواة الحديدية: عرضة لخسائر التأخير والدوامات، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة أكبر.

• المقاومات ذات النواة الهوائية: تظهر خسائر إجمالية تبلغ حوالي 5% من تصنيفها بالكيلوفولت أمبير، مما يجعلها أكثر كفاءة.

وظائف المقاوم المحدود للتيار

• حماية تيار العطل: تقليل تدفق التيار القصير لحماية المعدات من الإجهاد الميكانيكي والتلف الحراري.

• تخفيف اضطرابات الجهد: تخفيف الاضطرابات الجهدية الناجمة عن التيار القصير.

• عزل العطل: تقييد تيار العطل في القسم المعطوب، ومنع انتشاره إلى الخطوط السليمة وحفظ استمرارية التغذية.

عيوب المقاوم المحدود للتيار

• يزيد من نسبة الممانعة الحثية الكلية للدائرة عند دمجها في الشبكة.

• يخفض معامل القوة ويزيد من مشاكل تنظيم الجهد.

موقع المقاومات في أنظمة الطاقة

يتم وضع المقاومات بشكل استراتيجي في سلسلة مع المولدات أو الخطوط المرسلة أو الحافلات لتقييد تيار العطل:

• المقاومات المولدة: يتم تركيبها بين المولدات والحافلات المولدة لتوفير حماية لكل جهاز على حدة، عادة بمقاومة حثية تبلغ حوالي 0.05 وحدة لكل واحد.

• العيوب: يمكن أن يؤثر عطل في خط مرسل واحد على النظام بأكمله بسبب التكوين المشترك للمقاومات.

عيوب مثل هذه المقاومات

تشمل عيوب هذا النوع من المقاومات نقطتين رئيسيتين: أنه لا يوفر حماية للمولدات ضد أعطال التيار القصير التي تحدث عبر الحافلات، ويسبب انخفاضات جهد ثابتة وخسائر طاقة أثناء التشغيل العادي.

المقاومات الحافلة

عند تركيب المقاومات في الحافلات، يتم تسميتها بالمقاومات الحافلة. يساعد تركيب المقاومات في الحافلات على تجنب الانخفاضات الجهدية الثابتة وخسائر الطاقة. فيما يلي شرح للمقاومات الحافلة في الأنظمة الحلقة والربط:

المقاومات الحافلة (نظام الحلقة)

تقوم المقاومات الحافلة بربط أقسام الحافلة المنفصلة، والتي تتكون من مولدات وخطوط مرسلة متصلة بحافلة مشتركة. في هذا التكوين، يتم تزويد كل خط مرسل عادة بواسطة مولد واحد. تحت ظروف التشغيل العادية، يتدفق فقط كمية صغيرة من الطاقة عبر المقاومات، مما يؤدي إلى انخفاضات جهدية وخسائر طاقة منخفضة. لذا يتم تصميم المقاومات الحافلة بمقاومة أوهمية عالية لتقليل الانخفاضات الجهدية عبرها.

عند حدوث عطل في أي خط مرسل، يقوم مولد واحد فقط بتزويد تيار العطل، بينما يتم تقييد التيار من المولدات الأخرى بواسطة المقاومات الحافلة. وهذا يقلل من التيار الثقيل والاضطرابات الجهدية الناجمة عن التيار القصير في قسم الحافلة، مما يحصرها في القسم المعطوب فقط. العيب الوحيد لهذا التكوين للمقاومات هو عدم قدرته على حماية المولدات المتصلة بالقسم المعطوب.

المقاومات الحافلة (نظام الحافلة الرابطة)

هذا يمثل تعديلاً لنظام الأعلى. في تكوين الحافلة الرابطة، يتم ربط المولدات بالحافلة المشتركة عبر المقاومات، مع تزويد الخطوط المرسلة من جانب المولدات.

يعمل النظام بطريقة مماثلة لنظام الحلقة ولكنه يقدم مزايا إضافية. في هذا التكوين، إذا زاد عدد الأقسام، فلن يتجاوز تيار العطل قيمة معينة، والتي تحدد من خلال مواصفات المقاومات الفردية.