اختيار محول التيار CT للحماية: النسبة والدقة والحمل والتشبع بمثال

اختيار محوّل التيار CT للحماية لا يتوقف عند كتابة 400/5 A. يجب أن ينقل تيار التشغيل بدقة كافية، وألا يتشبع مبكرًا عند القصر، وأن يستطيع تغذية المرحل والأسلاك بالحمل المطلوب. الخطأ هنا قد يجعل المرحل يرى تيارًا أصغر من الحقيقة أو يسبب عدم اتزان كاذب في الحماية التفاضلية.

انتقل إلى: النسبة · فئة الحماية · حساب الحمل · مثال · قائمة الفحص

1) اختيار النسبة دون إضعاف الحساسية

اختر التيار الابتدائي أعلى من أقصى حمل تشغيلي مستمر مع هامش واقعي للتوسع والحمل الطارئ، وليس هامشًا ضخمًا بلا سبب. نسبة 1000/5 A على مغذٍ لا يتجاوز 120 A تقلل دقة القياس الفعلي وتجعل إعدادات الحماية المنخفضة أقل مرونة. في المقابل، اختيار نسبة قريبة جدًا من الحمل قد يحمّل القلب فوق نطاقه عند التشغيل الطارئ أو بدء المحركات.

الثانوي 1 A يقلل فاقد الأسلاك بمقدار كبير مقارنة بـ5 A عند نفس طول المسار، لأن القدرة المفقودة تتناسب مع مربع التيار. لذلك يكون 1 A مناسبًا لمسارات المرحلات الطويلة، بشرط توافق أجهزة الحماية وسياسة المشروع.

2) فئة الدقة وALF والتشبع

في الفئة 5P20 مثلًا يشير الرقم 5 إلى حد الخطأ المركب للفئة، و20 إلى عامل حد الدقة ALF عند الحمل المقنن وفق تعريف معيار المنتج. المعنى العملي أن القلب مصمم للمحافظة على أداء الحماية حتى مضاعف محدد من التيار المقنن تحت شروط الحمل المحددة. لا يجوز تفسير 5P20 على أنه ضمان مطلق في أي دائرة؛ زيادة حمل الأسلاك والمرحلات تقلل الهامش المتاح قبل التشبع.

للحماية التفاضلية أو عالية الممانعة قد تكون بيانات نقطة الركبة Vk، ومقاومة الملف الثانوي، وتيار الإثارة أهم من فئة P العامة. يجب اتباع مخطط الحماية ودليل المرحل، وعدم استبدال CT قياس بفئة حماية لمجرد تطابق النسبة.

3) احسب حمل دائرة الثانوي

الحمل بوحدة VA يساوي تقريبًا S = I² × Z. ويشمل مقاومة سلكي الذهاب والعودة، ومدخل المرحل، والبلوكات والعدادات المتصلة بالقلب نفسه. استخدم طول الحلقة الكامل لا طول المسار في اتجاه واحد.

إذا كانت مقاومة حلقة الأسلاك 0.30 Ω، وحمل المرحل 0.20 VA عند 1 A، فإن حمل الأسلاك يساوي 1² × 0.30 = 0.30 VA، والإجمالي التقريبي 0.50 VA. أما عند 5 A لنفس المقاومة فيصبح حمل الأسلاك 25 × 0.30 = 7.5 VA قبل إضافة المرحل؛ وهذا يوضح أثر اختيار الثانوي وطول الكابل.

مثال اختيار أولي

مغذٍ حمله الأقصى 280 A، والقاطع 400 A، وتيار القصر المتوقع 8 kA. اختيار مبدئي 400/1 A قد يكون منطقيًا إذا سمحت إعدادات المرحل والحمل الطارئ. نسبة تيار القصر إلى ابتدائي CT هي 8000/400 = 20 مرة. لذلك لا يكفي اختيار فئة عشوائية؛ نقارن هذا المضاعف مع أداء CT الفعلي عند حمل الدائرة المحسوب، ومع متطلبات المرحل وزمن الفصل. إذا كان القلب يغذي عدة أجهزة أو مسار الأسلاك طويلًا، نعيد حساب التشبع بدل الاكتفاء ببيانات لوحة الاسم.

أخطاء وقائمة فحص

• لا تفتح دائرة ثانوي CT وهو مُغذّى؛ قد يتولد جهد خطير. استخدم بلوكات اختبار وقصر مخصصة وإجراءات سلامة.
• تحقق من القطبية P1/P2 وS1/S2 واتجاه التركيب.
• لا تجمع القياس والحماية على قلب واحد ما لم يسمح التصميم بذلك.
• احسب الحلقة كاملة، وتحقق من مساحة سلك الثانوي ونقاط التوصيل.
• سجّل النسبة والفئة والحمل ونقطة الركبة عند الحاجة، واختبر الحقن والاتجاه والمنطق.

اربط الاختيار بدليل حساب تيار القصر ومقال انتقائية القواطع ومرجع الوقاية في الشبكات الكهربائية.

المراجع وحقوق الصورة

مرجع فني عام: Network Protection & Automation Guide — Fundamentals of Protection Practice. الصورة بواسطة American Public Power Association وفق ترخيص Unsplash. الاختيار النهائي يعتمد على معيار CT ودليل المرحل ودراسة القصر المعتمدة للمشروع.