أهمية الـ Damage Curve الخاص بمحولات القدرة

تعريف Damage Curve

الـ Damage Curve أو منحنى الضرر لمحولات القدرة هو منحنى يحدد العلاقة بين تيار العطل (Fault Current) وأقصى فترة زمنية يمكن أن يتحملها المحول عند مرور هذا التيار دون أن يتعرض لأضرار دائمة. هذا المنحنى يعد أداة حاسمة لفهم قدرة المحول على الصمود في ظل الظروف غير الطبيعية ويستخدم لضبط إعدادات الحمايات الكهربائية.

---

تقسيم المحولات بناءً على ANSI Code

وفقا لمعيار ANSI Code، تم تصنيف المحولات إلى أربع مجموعات، ولكل مجموعة منحنى ضرر (Damage Curve) محدد، يبين العلاقة بين قيمة تيار العطل والمدة الزمنية القصوى التي يمكن أن يتحملها المحول. يتم تحديد هذا المنحنى استنادًا إلى تصميم المحول ومعايير تصنيعه.

أهمية الـ Damage Curve

1. ضبط إعدادات الحمايات:
   • يمثل الـ Damage Curve الحدود العليا التي يجب ألا تتجاوزها إعدادات جميع أجهزة الحماية للمحول.
   • جميع الحمايات تعمل أسفل هذا المنحنى (Below the Curve)، مما يضمن أن المحول لن يتعرض لأضرار نتيجة لتجاوز الحدود المسموح بها.
2. حماية عزل الملفات:
   • إذا لم يتم مراعاة الـ Damage Curve في ضبط الحمايات، فقد يؤدي ذلك إلى انهيار عزل الملفات الداخلية للمحول بسبب تعرضها لفترات طويلة من تيارات عالية تتجاوز قدرة التحمل الحرارية.
3. التوازن بين الحماية والاستمرارية:
   • يساعد في تحقيق توازن بين حماية المحول واستمرارية الخدمة الكهربائية، حيث يتم ضبط الحمايات لتعمل فقط عند الحاجة الحقيقية دون التأثير على الأداء الطبيعي للمحول.

---

توضيح عملي باستخدام مثال

• تيار عطل داخلي أو خارجي بقيمة 5pu:
  • إذا كان تيار العطل يساوي خمسة أضعاف التيار الطبيعي (5pu)، وكانت قيمة الممانعة (Impedance) تساوي 4%، فإن المحول يستطيع تحمل هذا التيار لمدة 50 ثانية فقط.
  • أي تجاوز لهذه الفترة الزمنية قد يؤدي إلى أضرار هيكلية في المحول.
• تيار عطل بقيمة 2pu:
  • إذا كان تيار العطل يساوي ضعفي التيار الطبيعي (2pu)، يمكن للمحول تحمل هذا التيار لفترة زمنية تصل إلى 1800 ثانية.
  • هذا الاختلاف في الزمن يؤكد مدى تأثير قيمة تيار العطل على قدرة التحمل الزمنية للمحول.

---

دور الـ Damage Curve في التصميم والتشغيل

1. التنسيق مع أجهزة الحماية:
   • يجب أن يتم تصميم وضبط أجهزة الحماية (مثل Overcurrent Relays وDifferential Protection) بحيث تعمل في نطاق زمني يسمح للمحول بالبقاء ضمن حدود الـ Damage Curve.
2. تحليل الأعطال:
   • يساعد المهندسون في تقييم مخاطر الأعطال الداخلية والخارجية ووضع خطط استجابة مناسبة.
3. التنبؤ بالأضرار المحتملة:
   • يتيح للمصممين والمشغلين التنبؤ بمناطق الخطر العالية، خاصة في حالة حدوث أعطال تستمر لفترات طويلة.

---

الخلاصة

الـ Damage Curve هو أداة حاسمة في ضمان عمل المحولات بأمان وفعالية. تجاهل هذا المنحنى أو عدم الالتزام به يؤدي إلى انهيار عزل المحولات وتوقف الخدمة. لذلك، فإن ضبط إعدادات الحمايات أسفل هذا المنحنى يعد أمراً بالغ الأهمية لضمان حماية المحول واستمرارية تشغيل الشبكة الكهربائية بشكل آمن.