بسم الله الرحمن الرحيم
الوقاية في الشبكات الكهربائية: درع الحماية لنظام الطاقة
مقدمة
تُعد أنظمة الوقاية الكهربائية بمثابة الدرع الواقي لأي شبكة كهربائية، حيث تلعب دوراً حيوياً في الكشف عن الأعطال وعزل الأجزاء المعطوبة بسرعة لضمان استمرارية التغذية للمستهلكين، وحماية المعدات من التلف، والمحافظة على استقرار النظام بأكمله. في هذا المقال، سنستعرض الأسس والمكونات الرئيسية لأنظمة الوقاية كما وردت في الكتاب القيّم “الوقاية في الشبكات الكهربائية – الجزء الأول” للدكتورة كاميليا يوسف محمد.
ما هي أنظمة الوقاية؟
أنظمة الوقاية هي مجموعة من الأجهزة والإجراءات المصممة للكشف عن أي خلل أو عطل في الشبكة الكهربائية – مثل زيادة التيار أو التسرب الأرضي أو انخفاض الجهد – ثم إصدار أمر لعزل الجزء المعطوب بشكل انتقائي. الهدف الأساسي هو:
- ضمان استمرارية الخدمة لأكبر عدد ممكن من المستهلكين.
- منع تلف المعدات الباهظة الثمن مثل المحولات والمولدات.
- الحفاظ على استقرار الشبكة ومنع الانهيارات المتتالية.
مكونات نظام الوقاية الرئيسية
1. محولات التيار والجهد
تعمل هذه المحولات كـ عيون وآذار النظام، حيث تقوم بقياس كميات التيار والجهد في الشبكة عالية الجهد وتحويلها إلى قيم منخفضة وآمنة يمكن لأجهزة الوقاية التعامل معها. يجب أن تتمتع هذه المحولات بـ درجة دقة عالية وتكون قادرة على تحمل تيارات القصر العالية دون تشبع.
2. منصمات الوقاية
هي العقل المدبر للنظام، وتنقسم إلى عدة أنواع حسب تقنية التشغيل:
- المنصمات الكهرومغناطيسية: تعتمد على ملفات ومجالات مغناطيسية وتعتبر التقليدية.
- المنصمات الاستاتيكية: تستخدم عناصر إلكترونية ثابتة بدون أجزاء متحركة.
- المنصمات الرقمية: تعتمد على المعالجات الدقيقة والبرمجيات.
3. دوائر الفصل والقياس
تشمل دوائر الفصل التي تنفذ أمر العزل، و الدوائر المساعدة التي تضمن نقل الإشارات بشكل صحيح وحماية نقاط التلامس الدقيقة في المنصمات من التيارات العالية.
مصطلحات أساسية في الوقاية
- اللقط: قيمة الكمية الكهربائية التي يبدأ عندها تشغيل المنعم.
- الاستعادة: القيمة التي يعود عندها المنعم إلى وضعه الطبيعي.
- الوقاية الأساسية والاحتياطية: الأولى هي خط الدفاع الرئيسي، والثانية تعمل في حال فشل الأولى.
- المنطقة المحمية: الجزء من الشبكة الذي يغطيه نظام وقاية معين.
أهمية الوقاية في استقرار الشبكات
بدون أنظمة وقاية فعالة، يمكن أن يؤدي أي عطل بسيط إلى تأثيرات متتالية تسبب انهياراً كاملاً للشبكة، كما حدث في العديد من حالات الانقطاع الكبير حول العالم. توفر الوقاية:
- العزل الانتقائي للأعطال.
- تقليل زمن انقطاع التيار.
- حماية الأرواح والمعدات.
تظل أنظمة الوقاية الكهربائية عنصراً لا غنى عنه في تصميم وتشغيل أي شبكة كهربية حديثة. التطور المستمر في تقنيات الوقاية – من الكهرومغناطيسية إلى الاستاتيكية والرقمية – يعكس السعي الدائم لتحقيق موثوقية أعلى، وسرعة استجابة أكبر، وكفاءة تشغيلية أفضل.
الوقاية ليست مجرد أجهزة تُركب في المحطات، بل هي فلسفة متكاملة تهدف إلى تحقيق أقصى درجات الأمان والاستقرار لنظم القوى الكهربائية التي تمثل شريان الحياة للاقتصاد والمجتمع.
الوقاية في الشبكات الكهربائية الجزء الأول – د. كاميليا يوسف محمد
الوقاية في الشبكات الكهربائية الجزء الثاني – د. كاميليا يوسف محمد
