|
| وظيفة أجهزة الحماية الكهربائية |
تستخدم هذه الأجهزة لحماية التجهيزات والآلات الكهربائية كالمولدات والمحركات والمحولات والقضبان المجمعة والخطوط الهوائية والكابلات الأرضية من كافة الأخطاء التي حدث على منظومة القدرة الكهربائية. وسنتعرف في هذا المقال علي وظيفة أجهزة الحماية الكهربائية .
وظيفة أجهزة الحماية الكهربائية
إن أجهزة الحماية الكهربائية هي أجهزة تستجيب للحالات غير النظامية (حالة الأعطال) في الشبكة الكهربائية وتتحكم بالقواطع الآلية وذلك من أجل عزل الجزء الذي يحدث به خطأ فقط من النظام المحمي دون بقية الأجزاء السليمة.ومن أجل أن تكون أجهزة الحماية قادرة على فعل ذلك، فإنها يجب أن تكون قادرة وبدون أي تأخير على تقرير أي من القواطع الآلية يجب فصله لعزل الجزء المتعطل فقط من الشبكة المراد حمايتها.
كما تعتبر أجهزة الحماية شكلاً من أشكال التأمين من وجهة النظر الاقتصادية. فهي تحمي نظام القدرة ذو المنفعة العامة من ضياع الموارد المالية بسبب تلف وانهيار التجهيزات وانقطاع التغذية في حالة عدم استخدامها. وتقدر تكلفة أجهزة الحماية في نظام القدرة بين (1:2%) من التكلفة الكلية لمنظومة القدرة.
بالإضافة إلى عمل أجهزة الحماية الرئيسية وهي تحديد الأعطال بسرعة وعزل الأجزاء المتضررة فقط فإنها تحمي الأشخاص وتساعد على الحد من تضرر الأجهزة وتعطل الإنتاج فهي تدعى بالحارس الصامت والعقل الكهربائي " Electric Brain" .
وتتعرض الشبكات الكهربائية إلى بعض الحالات غير العادية (الأخطاء) وأهم ما يتضمنه الخطأ زيادة التيار وهبوط وارتفاع الجهد. وتحدث الأخطاء في أغلب الأحيان نتيجة حدوث دائرة قصر أو انهيار في العوازل أو تعرض لصدمات البرق أو نتيجة عمليات خاطئة في الدائرة (فشل عمليات الوصل والفصل الصحيحة للمفاتيح الكهربائية عموماً).
وبالإضافة إلى مهمة أجهزة الحماية بفصل الأجزاء المتعطلة فإنها تعمل على إعطاء التنبيه أو الإنذار عند ظهور حالات غير نظامية في عمل المنشأة أو أنها تعمل على إزالة الأحوال غير النظامية من أصلها.
ومن مهام أجهزة الحماية ما يلي:
- مراقبة ظروف العمل لكل عنصر من عناصر منظومة القوى الكهربائية.
- كشف الأخطاء وتحديد حالة المنظومة.
- عزل الجزء الذي تعرض للخطأ من الشبكة بواسطة القواطع الآلية.
- القيام بالتصحيح اللازم لاستفادة العمل النظامي باستخدام أجهزة تحكم مناسبة.
- التنبيه أو الإنذار لكي يتدخل العنصر البشري ليقوم بالتصحيح اللازم.
وتشتمل أجهزة الحماية على :
- المصهرات Fuses
- القواطع الآلية Circuit Breakers
- المرحلات Relays
- مانعات الصواعق Lightning Arrestors وغير ذلك.
ويجب أن تركب أجهزة الحماية في الأماكن المناسبة التي تلاءم عملها وذلك لضمان موثوقية العمل ولإبعاد إمكانية إصابتها بالأضرار الميكانيكية ولتجنب العاملين من مخاطر الصدمات الكهربائية. وتصمم أجهزة الحماية بحيث تستجيب لعملها عند اختلاف الكميات الكهربائية أثناء الحالات الطبيعية والحالات غير الطبيعية (الأخطاء).
والكميات الكهربائية الأساسية التي يمكن أن تتغير أثناء التحول من الحالة السليمة إلى حالة الخطأ هي التيار والجهد والاتجاه والتردد ومعامل القدرة (زاوية الطور).
ومن الضروري أن تكون الحماية من أجل الاستجابة لأكثر من كمية من هذه الكميات الكهربائية وذلك بسبب أن تيار الخطأ مثلاً أثناء حالة التوليد الصغرى يمكن أن يكون أقل من تيار الحمل العادي أثناء حالة التوليد القصوى.
المصدر
كتاب حماية النظم الكهربائية (التعليم الفني السعودي).