تنسيق العزل في النظام الكهربائي
التنسيق العازل في نظام الطاقة تم تقديمه لترتيب مستويات العزل الكهربائي للعناصر المختلفة في نظام الطاقة الكهربائية بما في ذلك شبكة النقل، بحيث يكون فشل العازل، إذا حدث، محصورًا في المكان الذي سيؤدي فيه إلى أقل ضرر لنظام الطاقة، وسهل الإصلاح والتبديل، ويؤدي إلى أقل اضطراب في تزويد الطاقة.
عند ظهور أي جهد زائد جهد في نظام الطاقة الكهربائية، قد يكون هناك فرصة لفشل نظام العزل. احتمالية فشل العزل عالية عند نقطة العزل الأضعف القريبة من مصدر الجهد الزائد. يتم توفير العزل لكافة المعدات والمركبات في نظام الطاقة وشبكات النقل.
العازلات في بعض النقاط يمكن استبدالها وإصلاحها بسهولة مقارنة بغيرها. العزل في بعض النقاط ليس سهل الاستبدال والإصلاح وقد يكون التبديل والإصلاح باهظ الثمن ويحتاج إلى انقطاع طويل للطاقة. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي فشل العازل في هذه النقاط إلى إخراج جزء كبير من الشبكة الكهربائية عن الخدمة. لذلك، من المستحسن أن يحدث فشل العازل فقط في النقاط التي يمكن استبدالها وإصلاحها بسهولة. الهدف العام من التنسيق العازل هو تقليل التكلفة والأضرار الناجمة عن فشل العزل إلى مستوى اقتصادي وعملي مقبول. في طريقة التنسيق العازل، يجب أن يكون عزل أجزاء مختلفة من النظام مرتبًا بطريقة تجعل الفلاش أوفر إذا حدث يكون في النقاط المقصودة.
لفهم صحيح للالتنسيق العازل علينا أولاً فهم بعض المصطلحات الأساسية لنظام الطاقة الكهربائية. دعونا نناقش.
جهد النظام الاسمي
جهد النظام الاسمي هو الجهد بين المرحلة والمرحلة جهد لنظام تم تصميمه بشكل طبيعي له. مثل 11 كيلو فولت، 33 كيلو فولت، 132 كيلو فولت، 220 كيلو فولت، 400 كيلو فولت.
أقصى جهد للنظام
أقصى جهد للنظام هو الجهد القصوى المسموح به بتواتر الطاقة والتي قد تحدث لفترة طويلة أثناء حالة عدم الحمل أو الحمل المنخفض لنظام الطاقة. يتم قياسه أيضًا بطريقة بين المرحلة والمرحلة.
قائمة مختلفة من جهد النظام الاسمي وأقصى جهد النظام المقابل لها مذكورة أدناه للمراجع،
جهد النظام الاسمي بالكيلوفولت |
11 |
33 |
66 |
132 |
220 |
400 |
أقصى جهد للنظام بالكيلوفولت |
12 |
36 |
72.5 |
145 |
245 |
420 |
ملاحظة – من خلال الجدول أعلاه، يُلاحظ أن الجهد القصوى للنظام عادة ما يكون 110٪ من الجهد الاسمي المقابل حتى مستوى الجهد 220 كيلو فولت، وللجهد 400 كيلو فولت وما فوق يكون 105٪.
معامل الأرض
هذا هو نسبة أعلى جهد فعال ذروة إلى الأرض بتواتر الطاقة على مرحلة سليمة أثناء حدوث عطل بالأرض إلى الجهد الفعال ذروة بين المرحلة والمرحلة بتواتر الطاقة والذي يمكن الحصول عليه في الموقع المحدد دون العطل.
تعبر هذه النسبة بشكل عام عن ظروف الأرض لنظام كما يظهر من موقع العطل المختار.
النظام المأمور بالأرض بشكل فعال
يقال إن النظام مأمور بالأرض بشكل فعال إذا لم يتجاوز معامل الأرض 80٪ وغير فعال إذا كان الأمر كذلك.
معامل الأرض هو 100٪ لنظام محايد معزول، بينما هو 57.7٪ (1/√3 = 0.577) لنظام مأمور بالأرض بشكل صلب.
مستوى العزل
يجب على كل معدة كهربائية أن تواجه حالات مختلفة من الجهد الزائد العابر غير الطبيعي في أوقات مختلفة خلال فترة خدمتها الكاملة. قد تكون المعدة مضطرة لتحمل الضربات الصادرة عن البرق، الضربات الصادرة عن التحويل، أو جهود فائضة قصيرة الأمد بتواتر الطاقة. بناءً على المستوى الأقصى للجهود الصادرة والجهود الفائضة قصيرة الأمد التي يمكن لمكون واحد من مكونات نظام الطاقة تحملها، يتم تحديد مستوى العزل لنظام الطاقة ذات الجهد العالي.
خلال تحديد مستوى العزل لنظام أقل من 300 كيلو فولت، يتم النظر في جهد تحمل الضربة الصادرة عن البرق و جهد تحمل الجهد الفائق قصير الأمد بتواتر الطاقة. للأجهزة ذات الجهد 300 كيلو فولت أو أكثر، يتم النظر في جهد تحمل الضربة الصادرة عن التحويل وجهد تحمل الجهد الفائق قصير الأمد بتواتر الطاقة.
جهد الضربة الصادرة عن البرق
يمكن تمثيل الاضطرابات التي تحدث في النظام بسبب البرق الطبيعي بثلاثة أشكال موجية أساسية مختلفة. إذا سافر جهد الضربة الصادرة عن البرق لمسافة معينة على طول خط النقل قبل أن يصل إلى عازل، فإن شكل الموجة يقترب من الموجة الكاملة، ويشار إلى هذا الشكل باسم 1.2/50. إذا أدى الاضطراب الموجي للبرق أثناء السفر إلى حدوث فلاش أوفر عبر العازل، فإن شكل الموجة يصبح مقطوع. إذا ضرب البرق مباشرة العازل، فقد يرتفع جهد الضربة الصادرة عن البرق بشكل حاد حتى يتم تخفيفه بواسطة فلاش أوفر، مما يتسبب في انهيار مفاجئ جداً وحاد في الجهد. هذه الثلاثة موجات مختلفة في المدة والأشكال.
الضربة الصادرة عن التحويل
خلال عملية التحويل، قد يظهر جهد أحادي القطبية في النظام. شكل الموجة قد يكون متذبذب أو مختنق بشكل دوري. الضربة الصادرة عن التحويل لها شكل موجة ذو بداية حادة وذيل متذبذب ومختنق طويل.
جهد تحمل الجهد الفائق قصير الأمد بتواتر الطاقة
جهد تحمل الجهد الفائق قصير الأمد بتواتر الطاقة هو قيمة الجذر التربيعي المحددة rms للجهد الجيبوي بتواتر الطاقة الذي يجب أن يتحمله الجهاز الكهربائي لمدة زمنية محددة عادة 60 ثانية.
جهد مستوى الحماية للجهاز الحامي
أجهزة الحماية من الجهد الزائد مثل مانعات الصدمات أو مانعات البرق مصممة لتحمل مستوى معين من الجهد الزائد العابر، وبعدها تقوم الأجهزة بتصريف طاقة الصدمة إلى الأرض وبالتالي الحفاظ على مستوى الجهد الزائد العابر حتى مستوى معين. بالتالي لا يمكن للجهد الزائد العابر أن يتجاوز هذا المستوى. مستوى حماية جهاز الحماية من الجهد الزائد هو أعلى قيمة ذروة للجهد الذي يجب ألا يتجاوزها عند مخارج جهاز الحماية من الجهد الزائد عندما يتم تطبيق الضربات الصادرة عن التحويل والبرق.
الآن دعونا نناقش طرق التنسيق العازل واحدة تلو الأخرى-
استخدام سلك الدروع أو سلك الأرض
قد يسبب الصدمة الكهربائية في خط النقل الهوائي بسبب الضربات المباشرة للبرق. يمكن حمايته بتوفير سلك دروع أو سلك أرضي على ارتفاع مناسب من أعلى موصل في خط النقل. إذا تم ربط سلك الدروع الموصل بشكل صحيح بجسم برج النقل وكان البرج مأمور بالأرض بشكل صحيح، فيمكن تجنب الضربات المباشرة
