ما هي أنماط توصيل النقطة المحايدة وطرق الحماية للمحولات في الشبكات الكهربائية

أنماط توصيل نقطة المحايدة بالأرض وحماية محولات الشبكات الكهربائية

بالنسبة للأنظمة التي تتراوح بين 110 كيلوفولت إلى 500 كيلوفولت، يجب اعتماد طريقة توصيل فعالة. وبشكل خاص، تحت جميع ظروف التشغيل، يجب أن يكون نسبة الت做出的回应似乎被截断了，让我继续完成翻译：

بالنسبة للأنظمة التي تتراوح بين 110 كيلوفولت إلى 500 كيلوفولت، يجب اعتماد طريقة توصيل فعالة. وبشكل خاص، تحت جميع ظروف التشغيل، يجب أن تكون نسبة المفاعلة الصفرية إلى المفاعلة الموجبة X₀/X₁ للنظام قيمة موجبة ولا تتجاوز 3. في الوقت نفسه، يجب أن تكون نسبة المقاومة الصفرية إلى المفاعلة الموجبة R₀/X₁ أيضًا قيمة موجبة ولا تتجاوز 1.

في الأنظمة ذات 330 كيلوفولت و500 كيلوفولت، يتم توصيل نقاط المحايدة للمحولات مباشرة بالأرض.

في شبكات الطاقة ذات 110 كيلوفولت و220 كيلوفولت، يتم توصيل نقاط المحايدة لمعظم المحولات مباشرة بالأرض. بالنسبة لبعض المحولات، يتم توصيل نقاطها المحايدة بالأرض عبر فجوات، أو مانعات صواعق، أو الجمع المتوازي من الفجوات ومعززات الصواعق.

لتحديد تيار قصر الدائرة أحادي الطور في الشبكة الكهربائية، يمكن تطبيق توصيل بأرضية ذات مفاعلة منخفضة لنقطة المحايدة للمحولات ذات تصنيف 110 كيلوفولت وما فوق.

حماية نقطة المحايدة للمحولات ذات 110 كيلوفولت و220 كيلوفولت

لتحديد تيار قصر الدائرة أحادي الطور، والحد من التداخلات الاتصالية، وتحقيق متطلبات ضبط وتوزيع الحماية المتسلسلة، يتم توصيل نقطة المحايدة لمحول واحد مباشرة بالأرض. بالنسبة للمحولات الأخرى، يتم توصيل نقاطها المحايدة بالأرض عبر مانعات الصواعق، أو فجوات الحماية، أو الجمع المتوازي من مانعات الصواعق والفجوات.

تعتمد معظم المحولات على نظام حماية يجمع بين مانعات الصواعق والفجوات الباعثة. عادة ما يستخدم الفجوة الباعثة هيكل قضيب-قضيب، وأغلب مانعات الصواعق مجهزة كمانعات صواعق أكسيد الزنك.

تقسيم الحماية للفجوات المتوازية مع مانعات الصواعق

تتعامل الفجوات مع الجهد الزائد الترددي والتبديل، بينما تحمل مانعات الصواعق الجهد الزائد الناتج عن الصواعق والعابرة. وفي الوقت نفسه، تعمل الفجوات على تحديد الجهد الزائد الترددي ذو السعة العالية والجهد المتبقي العالي الذي قد يحدث على مانعات الصواعق. هذا الأسلوب لا يحمي فقط نقطة المحايدة للمحول ولكنه يحقق أيضًا حماية متبادلة.

الحماية بواسطة مانعات الصواعق الأكسيدية المعدنية

عند حدوث قصر الدائرة أحادي الطور وخسارة الأرض، قد يؤدي الجهد الزائد الناتج إلى تلف أو حتى انفجار مانع الصواعق.

الحماية بواسطة الفجوات القضيبية-القضيبية

يستخدم هذا النوع من الحماية تركيبًا منفصلًا. عمليًا، يكون تعديل المسافة غير دقيق، والمركزية غالبًا ما تكون سيئة. بعد الانبعاث، ينتج القوس الكهربائي والذي يآكل الأقطاب. تحت الصدمة الناتجة عن الصواعق، تنتج موجات مقطوعة والتي تشكل تهديدًا لأمان العزل للتجهيزات. لا يمكن للفجوة الحامية إطفاء القوس بشكل ذاتي. بدلاً من ذلك، يتطلب الأمر حماية متسلسلة لقطع القوس، مما قد يؤدي إلى تشغيل خاطئ للحماية المتسلسلة.

الحماية المتوازية بواسطة مانعات الصواعق والفجوات

متطلبات التنسيق بين مستوى حماية مانع الصواعق، وخصائص التشغيل للفجوة القضيبية، ومستوى العزل لنقطة المحايدة للمحول صارمة للغاية وصعبة المنال عمليًا.

الحماية بواسطة الفجوات المركبة

يتم استخدام العوازل المركبة لدعم الميكانيكي. يتم تثبيت الأقطاب ذات الجهد العالي والمنخفض في كلا طرفي العازل، والأقطاب الفجوية لها شكل قرون الغنم. يتم فصل أقطاب الإشعاع والإشعال. تتمتع بمزايا مثل المركزية الجيدة، وتحديد المسافة بدقة، وتثبيت وضبط سهل، وممانعة قوية للتآكل، وجهد إشعاع ثابت. يتجاوز العيوب الداخلية للفجوات القضيبية المنفصلة وهو أكثر ملاءمة لحماية نقطة المحايدة للمحول.

مبادئ الحماية

• تحت تأثير الجهد الزائد الناتج عن الصواعق، يجب أن يحدث الانهيار للفجوة لحماية عزل نقطة المحايدة للمحول. يجب تنسيق جهد الانبعاث الناتج عن الصدمة مع مستوى مقاومة الصدمة لعزل نقطة المحايدة للمحول.

• عند حدوث قصر الدائرة أحادي الطور في النظام، يجب أن يكون العزل عند نقطة المحايدة قادرًا على تحمل الجهد الزائد الناتج عن العطل، ويجب ألا يحدث انهيار للفجوة لمنع التشغيل الخاطئ للحماية المتسلسلة. عندما يحدث قصر الدائرة أحادي الطور في النظام مع خسارة الأرض عند نقطة المحايدة، أو عندما يواجه النظام التشغيل غير الكامل للأطوار، أو أعطال الرنين، وغيرها مما يؤدي إلى زيادة الجهد الترددي فوق سعة معينة، يجب أن يحدث الانهيار للفجوة لتثبيت نقطة المحايدة للنظام وتحديد الجهد الزائد عند نقطة المحايدة للمحول.

الحماية بواسطة الفجوات القابلة للتحكم

الفجوة القابلة للتحكم تتكون أساسًا من فجوة ثابتة، وفجوة تحكم، ودارة تساوي الجهد بالكاباسيتور. تعمل الفجوة ذات القرنين كفجوة ثابتة، ويتم استخدام مفتاح فراغ للتحكم في الانهيار التلقائي للفجوة القابلة للتحكم.

يتم استخدام الفجوة القابلة للتحكم بالتوازي مع مانع الصواعق. تحت الجهد الزائد الناتج عن الصواعق والعابرة، يعمل مانع الصواعق لتحديد الجهد الزائد، ولا تعمل الفجوة القابلة للتحكم. عند حدوث قصر الدائرة أحادي الطور في النظام، فإن هذا الجهد الزائد لا يشكل تهديدًا لعزل نقطة المحايدة، وبالتالي لا تعمل الفجوة القابلة للتحكم.

عند حدوث الجهد الزائد الترددي (مثل قصر الدائرة أحادي الطور وخسارة الأرض في نظام غير مرتبط بالأرض أو التشغيل غير الكامل للأطوار)، تقوم الفجوة القابلة للتحكم بالتشغيل لحماية عزل نقطة المحايدة للمحول ومانع الصواعق.

الفجوة القابلة للتحكم تحل بشكل فعال المشكلات الموجودة في الفجوات، ومانعات الصواعق، والحماية المتوازية للفجوات القضيبية ومانعات الصواعق. التوصيل المتوازي للفجوة القابلة للتحكم ومانع الصواعق يمكن أن يوفر حماية فعالة لنقطة المحايدة للمحول.