محطات الطاقة الكهربائية

تأثير التيارات التوافقية على اختيار الباسبارات في أنظمة التوزيع منخفض الجهد

تُعتبر أنظمة التوزيع باستخدام الباسبارات (Busbar Trunking Systems – BTS) من الحلول المفضلة لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية بفضل:

  • بنيتها المعيارية وسهولة التركيب.
  • إمكانية نقل تيارات عالية في حجم مضغوط.
  • الكفاءة والجدوى الاقتصادية مقارنة بأنظمة الكابلات.

ولذلك تُستخدم على نطاق واسع في: المنشآت الصناعية، المراكز التجارية، مراكز البيانات، المستشفيات، المطارات، محطات شحن السيارات الكهربائية، أنظمة التخزين والشبكات الصغيرة.

⚡ العامل الحاسم في تحديد سعة التيار للباسبارات

  • المقطع العرضي للموصلات.
  • السلوك الحراري للنظام.

وهنا يظهر تأثير التيارات التوافقية (Harmonic Currents) بشكل مباشر.

🔹 دور التيارات التوافقية (THD)

  • عند وجود مكونات توافقية عالية، خصوصًا التوافقية الثالثة ومضاعفاتها (Triplen harmonics)، فإنها لا تُلغى بين الأطوار الثلاثة بل تتجمع في موصل النيترال.
  • هذا يؤدي إلى مرور تيار عالٍ جدًا في موصل الحيادي قد يتجاوز أحيانًا التيار في أي طور رئيسي.
  • النتيجة: ارتفاع شديد في الحرارة داخل الباسبارات → ما يسبب:
    • تدهور العزل.
    • تقليل العمر التشغيلي.
    • مخاطر نشوب حرائق.

🔹 تأثير ذلك على اختيار الباسبارات

  • التيارات غير الجيبية تقلل من السعة الاسمية المسموح بها (Current Carrying Capacity) للباسبارات.
  • لذلك يجب على المصمم:
    1. دراسة قيمة التشوه التوافقي الكلي (THD) للأحمال المتوقعة.
    2. إعادة تقييم مقاطع البارات بحيث تتحمل التيارات الأساسية + التوافقية.
    3. في بعض الحالات، يُنصح بزيادة مقطع موصل النيترال أو استخدام نيترال مزدوج للتعامل مع تيارات التوافقيات العالية.

🔹 نتائج الاختبارات العملية

  • الاختبارات أظهرت أن درجة حرارة الموصلات، بما فيها الباسبارات، ترتفع بشكل ملحوظ عند تشغيلها بتيارات تحتوي على نسب عالية من التوافقيات.
  • لذلك لا يكفي الاعتماد على الحسابات الاسمية للتيار فقط، بل يجب أخذ التحليل التوافقي في الاعتبار عند التصميم.

الخلاصة:
عند تصميم أنظمة التوزيع باستخدام الباسبارات في الجهد المنخفض، يجب:

  • تحليل الأحمال من حيث التوافقيات.
  • حساب تيارات النيترال الناتجة عن التوافقيات الثلاثية.
  • اختيار المقاطع وسعة الباسبارات بناءً على THD الفعلي، وليس فقط على الحمل الجيبي المثالي.

زر الذهاب إلى الأعلى