حماية التفاضلية للمحول

حماية التفاضلية للمحول

تعتبر المحولات من المكونات الرئيسية في أنظمة الطاقة. كأجهزة ثابتة ومغلقة تماماً وغالباً ما تكون مغمورة بالزيت، فإن الأعطال التي تحدث فيها نادرة نسبياً. ومع ذلك، يمكن أن يكون للفشل النادر عواقب وخيمة على محول الطاقة. وبالتالي، فإن حماية محولات الطاقة من الأعطال المحتملة هي من أهم الأولويات.

تنقسم الأعطال في المحولات إلى نوعين رئيسيين: الأعطال الخارجية والأعطال الداخلية. يتم التعامل مع الأعطال الخارجية بسرعة بواسطة نظام الريلاي خارج المحول لمنع أي ضرر قد يصيب المحول نتيجة لهذه الأعطال. بالنسبة للأعطال الداخلية في هذا النوع من المحولات، يتم استخدام نظام الحماية التفاضلية.

يستخدم نظام الحماية التفاضلية بشكل أساسي للوقاية من الأعطال بين الأطوار وأعطال الطور بالأرض. تستند حماية التفاضلية لمحولات الطاقة على مبدأ التيار الدائري لـ Merz-Prize. يتم تطبيق هذه الحماية عادة على المحولات ذات السعة التي تتجاوز 2 ميجا فولت أمبير.

الاتصال لحماية التفاضلية للمحول

تكون محولات الطاقة متصلة بنظام النجمة على جانب واحد ومتصلة بالدلتا على الجانب الآخر. تكون المحولات الجهد (CTs) على الجانب المتصل بالنجمة متصلة بالدلتا، بينما تكون تلك على الجانب المتصل بالدلتا متصلة بالنجمة. يتم تأريض المحايد لكل من الاتصال بالنجمة للمحولات الجهد والاتصال بالنجمة لمحولات الطاقة.

يتم توصيل ملف قابض بين اللفائف الثانوية للمحولات الجهد. يقوم هذا الملف القابض بتنظيم حساسية النظام. يتم وضع ملف التشغيل بين نقطة التوصيل لملف القابض ونقطة النجمة لللفائف الثانوية للمحولات الجهد.

عمل نظام الحماية التفاضلية

في ظروف طبيعية، لا يحمل ملف التشغيل أي تيار لأن التيار على جانبي محول الطاقة متوازن. ومع ذلك، عندما يحدث عطل داخلي داخل لفات محول الطاقة، يتم تعطيل هذا التوازن. نتيجة لذلك، يحمل ملفات التشغيل في الريلاي التفاضلي تياراً يتوافق مع الفرق في التيار بين الجانبين من المحول. مما يؤدي إلى قطع الريلاي للقواطع الرئيسية على جانبي محول الطاقة.

مشكلات نظام الحماية التفاضلية

عند تشغيل المحول، يتدفق تيار مغناطيسي مؤقت عبره. يمكن أن يصل هذا التيار إلى عشرة أضعاف التيار الكامل ويقل تدريجياً مع الوقت. يتدفق هذا التيار المغناطيسي عبر اللفة الأولية لمحول الطاقة، مما يسبب اختلافاً في الإخراج للمحولات الجهد. يمكن لهذا الأمر أن يتسبب في تشغيل حماية التفاضلية للمحول بشكل غير صحيح.

لمعالجة هذه المشكلة، يتم وضع مفتاح انقطاع عبر ملف الريلاي. هذه المفاتيح هي من النوع ذو الخصائص العكسية والمحددة الزمن وتتوقف عن العمل خلال فترة قصيرة من التدفق المؤقت. عند حدوث عطل، تنفجر المفاتيح، مما يسمح بمرور تيار العطل عبر ملفات الريلاي وتفعيل نظام الحماية. يمكن أيضاً تخفيف هذه المشكلة باستخدام ريلاي ذو خصائص عكسية ومحددة الدنيا بدلاً من ريلاي فوري.