دليل عملي لتوصيف القاطع الكهربائي (البريكر) لحماية المولدات الكهربائية: دراسة حالة لمولد 40 كيلو فولت أمبير
بعد إجراء الحسابات نواجه صعوبة في التوصيف الدقيق بسبب العديد من التفاصيل الفنية التي قد نغفل عنها. وبدون التوصيف الصحيح، يكون التصميم ضعيفًا جدًا وقد يؤدي إلى فشل منظومة الحماية.
مثال:
مولد بقدرة 40 كيلو فولت أمبير (KVA) يعمل بجهد 400 فولت، ويقوم بتغذية أحمال سخانات ولمبات إضاءة عادية. المطلوب هو اختيار القاطع الكهربائي (البريكر) العمومي له وتوصيفه بشكل كامل.
الحل:
أولاً: حسابات البريكر
تيار الحمل المقنن (In) يتم حسابه كالتالي:
In = (40 × 1000) / (1.73 × 400) = 57.7 أمبير
لحساب تيار القصر (Isc)، يجب معرفة مفاعلة المولد تحت الظروف العابرة (Subtransient reactance Xd”)، ولنفترض أنها 30%.
Isc = In / Xd” = 57.7 / 0.3 = 192.3 أمبير
ثانيًا: توصيف البريكر
يتم حماية المولد باستخدام وحدة فصل (Trip unit) خاصة تُعرف بـ TM-G. لذلك، يتم اختيار وحدة فصل TM-G بقيمة أمبيرية قياسية أعلى من تيار الحمل المقنن (In)، وسنختار وحدة TM 63 G.
بمراجعة كتالوج شركة شنايدر، نجد أن وحدة الفصل هذه تُركب على قاطع كهربائي بحجم إطار (Frame size) يساوي 100 أمبير، وهو القاطع ComPacT NSX100.
يتم ضبط قرص الحماية الحرارية (Thermal protection dial) على قيمة 57.7 أمبير، كما هو موضح في الصورة المرفقة.
وبما أن المولد يوفر نقطة التعادل (النيوترال) ويقوم بتوزيعها على الأحمال، فإننا نتعامل مع نظام توزيع النيوترال (Distributed neutral)، مما يستلزم استخدام قاطع رباعي الأقطاب (4P) بدون حماية للنيوترال. لذلك، نستخدم وحدة فصل 4P, 3D.
حيث:
- P: قطب فصل (Breaking pole)
- D: القطب المحمي بوحدة الفصل (Pole protected by the trip unit)
وبالتالي، فإن القاطع المستخدم هو:
ComPacT NSX100 مع وحدة فصل TM 63 G, 4P, 3D
وفي حالة احتياج النيوترال للحماية (كما تم شرحه في المنشور أعلاه)، يكون القاطع المستخدم:
ComPacT NSX100 مع وحدة فصل TM 63 G, 4P, 4D
