هذا الدليل يقدم نظرة شاملة على إجراءات الفحص والاختبار لمرحلات الحماية في أنظمة الطاقة الكهربائية. تُستخدم مرحلات الحماية على نطاق واسع في جميع أنحاء نظام الطاقة لإزالة أي عنصر يعاني من قصر في الدارة، أو يعمل بشكل غير طبيعي، أو يشكل خطرًا على تشغيل النظام، وذلك على الفور. تدعم محولات الأجهزة (مقسمات الجهد والتيار) معدات النقل في هذه المهمة من خلال استشعار ظروف الطاقة، بينما تكون قواطع الدارة، المستجيبة للإشارات من معدات النقل، قادرة على فصل العنصر المعطوب. نظرًا لدورها الحاسم في نظام الطاقة، يجب أن تخضع مرحلات الحماية لفحص القبول قبل دخولها الخدمة ولفحوصات دورية بعد ذلك لضمان أداء موثوق. في التطبيق الصناعي النموذجي، يجب إجراء الفحص على الأقل كل سنتين وفقًا لمعيار NFPA 70B.
يمكن تقسيم فحص مرحلات الحماية إلى ثلاث فئات: فحص القبول، والتشغيل، وفحص الصيانة. يعتمد اختيار إجراءات فحص محددة على متطلبات المشروع والمعايير الصناعية. في النهاية، يقع تحديد تفاصيل الفحص على عاتق مالك المعدات أو مهندس النظام، الذي يجب أن يأخذ في الاعتبار الخصائص الفريدة للمعدات والفروق الدقيقة في الصناعة.
1. الفحص البصري والميكانيكي
دائمًا ما يبدأ فحص وصيانة مرحلات الحماية بفحص بصري وميكانيكي شامل. إذا كانت الدارة المراد فحصها قيد الخدمة، فيجب إزالة مرحل واحد في كل مرة (إذا كان ذلك ممكنًا) لتجنب تعطيل الحماية بالكامل. يختلف ما يجب فحصه اعتمادًا على نوع المرحل — سواء كان كهروميكانيكيًا، أو ذو حالة صلبة، أو قائمًا على المعالجات الدقيقة. تم تلخيص إجراءات كل نوع من المرحلات أدناه:
الفحوصات والتدقيقات لمرحلات الكهروميكانيكية والذاتية الحالة الصلبة
تتكون المرحلات الكهروميكانيكية من أجزاء متحركة مادية لتوصيل نقطة تلامس داخل مكون الإخراج في المرحل. يتم توليد حركة نقطة التلامس باستخدام قوى كهرومغناطيسية من إشارة إدخال منخفضة الطاقة. تستخدم المرحلات ذاتية الحالة الصلبة أجهزة أشباه الموصلات القوية مثل الثايرستورات والترانزستورات لتبديل التيارات حتى حوالي مئات الأمبيرات. تتميز المرحلات ذاتية الحالة الصلبة بسرعات تبديل سريعة مقارنة بالمرحلات الكهروميكانيكية وليس لديها نقاط تلامس مادية تبلى.
أمثلة على مرحلات الحماية الكهروميكانيكية وذاتية الحالة الصلبة.
- قم بتسجيل بيانات لوحة التعريف الخاصة بالمرحل ومقارنتها مع الرسومات والمواصفات المعمول بها للمشروع لضمان تركيب المعدات الصحيحة مع الخيارات المناسبة.
- افحص المرحل والغلاف بحثًا عن تلف مادي وتأكد من أن الوحدة بأكملها نظيفة. بالنسبة للتركيبات الجديدة، تأكد من إزالة جميع مواد تثبيت الشحن.
- شد توصيلات غلاف المرحل وافحص الغطاء للتحقق من سلامة سدادة الحشية. افحص أجهزة القصر، ومجاديف التوصيل، و/أو مفاتيح السكين.
- افحص وحدة المرحل بحثًا عن مواد غريبة، خاصة في فتحات القرص في المغناطيسات الكهرومغناطيسية والمخمدة. أزل أي مواد غريبة من الغلاف وتأكد من نظافة زجاج الغطاء.
- تحقق من وظيفة إعادة ضبط العلامات، وصفاء القرص، وصفاء نقاط التلامس وتحيز النابض.
- افحص التفافات النابض الحلزوني. يجب أن يكون النابض الحلزوني للمرحل متحد المركز ولا تظهر عليه علامات ارتفاع الحرارة. يجب فحص القرص ونقاط التلامس بحثًا عن حرية الحركة والسفر الصحيح.
- يجب أن تكون المحامل والمحاور نظيفة وتظهر حركة سلسة. تحقق من إحكام جميع أجهزة التثبيت والتوصيلات الخاصة بالمرحل. نظف نقاط التلامس الفضية الدقيقة برفق باستخدام أداة تلميع مرنة تشبه المبرد الناعم جدًا.
الفحوصات والتدقيقات لمرحلات المعالجات الدقيقة
المرحلات القائمة على المعالجات الدقيقة هي أنظمة قائمة على الكمبيوتر تستخدم خوارزميات حماية قائمة على البرامج للكشف عن الأعطال الكهربائية. تعمل المرحلات الرقمية كبدائل وظيفية للمرحلات الكهروميكانيكية الواقية وقد تشمل العديد من وظائف الحماية في وحدة واحدة، بالإضافة إلى توفير وظائف القياس والاتصال والفحص الذاتي.
أمثلة على مرحلات المعالجات الدقيقة (الرقمية).
- يجب أن تكون اللوحة الأمامية للمرحل نظيفة وخالية من المواد الغريبة. تحقق من وجود أجهزة تثبيت وتوصيلات كهربائية فضفاضة. تحقق من أن إطار المرحل مؤرض كما هو محدد في تعليمات التثبيت الخاصة بالشركة المصنعة.
- سجل معلومات لوحة التعريف المهمة مثل رقم طراز المرحل، ورقم النمط، ورقم التسلسلي، ومراجعة البرنامج الثابت، ومراجعة البرنامج، وجهد التحكم المقنن.
- يجب تنزيل جميع الأحداث من مسجل الأحداث في الوضع المرشح وغير المرشح قبل إجراء أي فحوصات على المرحل. قم بتنزيل تسلسل الأحداث، وبيانات الصيانة، والبيانات الإحصائية. سجل كلمات المرور لجميع مستويات الوصول للرجوع إليها في المستقبل.
- يجب تنزيل ملفات الإعدادات والمنطق من المرحل ومقارنة الإعدادات مع تلك المحددة في دراسة التنسيق أو ورقة الإعدادات المقدمة من المالك. قم بضبط المرحل وفقًا لملف الإعدادات الهندسية ودراسة التنسيق.
- تحقق من أن المرحل يعرض التاريخ والوقت الصحيحين. قارن وقت عرض المرحل بالوقت الفعلي وسجل الفرق. اضبط ساعة المرحل إذا لم تكن خاضعة للتحكم خارجيًا. قم بتوصيل بطارية النسخ الاحتياطي.
- تحقق مع مهندس الإعدادات أو المالك بخصوص تحديثات البرنامج الثابت المعمول بها واستدعاءات المنتج. افحص ونظف وتحقق من تشغيل أجهزة القصر. تحقق من تشغيل أي مصابيح ثنائية باعثة للضوء، والشاشات، والعلامات.
2. التحقق من إعدادات الحماية
يجب أن تتوافق إعدادات المرحل النهائية (كما تُركت) مع أحدث دراسة تنسيق ودراسة القوس الكهربائي أو ملفات الإعدادات الهندسية. تحقق من أن جميع الإعدادات تتماشى مع أحدث دراسة تنسيق لأجهزة الحماية أو ورقة الإعدادات المقدمة من مالك المعدات. غالبًا ما يتم تقديم هذه المعلومات على منحنى زمني-تيار لدراسة التنسيق، موضحًا خصائص المرحل.
3. فحوصات مقاومة العزل
أجرِ فحوصات مقاومة العزل على كل دارة مرحل كهروميكانيكي إلى الإطار والأرض. يجب تحديد إجراءات إجراء فحوصات مقاومة العزل على المرحلات ذاتية الحالة الصلبة ومرحلات المعالجات الدقيقة من دليل تعليمات المرحل. قد لا يوصي بعض مصنعي المرحلات بإجراء فحوصات العزل ذات الجهد العالي.
4. فحوصات كهربائية إضافية
قم بتطبيق الجهد أو التيار على جميع مداخل التناظرية لمرحلات المعالجات الدقيقة وتحقق من التسجيل الصحيح لوظائف عداد المرحل وتحقق من قيم قياس SCADA عند المحطات الطرفية البعيدة.
5. المؤشرات والعلامات
بالنسبة لمرحلات الكهروميكانيكية وذاتية الحالة الصلبة، حدد التقاط وإسقاط العلامات الكهروميكانيكية. تحقق من تشغيل جميع مؤشرات الصمام الثنائي الباعث للضوء وضبط التباين لشاشات القراءة البلورية السائلة.
6. فحوصات عناصر الحماية
مجموعات فحص المرحل مجهزة بمصادر متعددة لفحص حماية الحالة الصلبة والرقمية متعددة الوظائف. تحقق من التشغيل الوظيفي لكل عنصر مستخدم في مخطط الحماية كما هو موضح في دليل المراجع المرفق أدناه. عندما لا يتم تحديد خلاف ذلك، استخدم التفاوتات الموصى بها من قبل الشركة المصنعة. يجب معايرة تشغيل عناصر الحماية للأجهزة المدرجة في المرجع المرفق باستخدام التفاوتات الموصى بها من قبل الشركة المصنعة ما لم يحدد مهندس الإعدادات نقاط فحص حرجة. عندما يتم تحديد نقاط فحص حرجة، يجب معايرة المرحل لتلك النقاط حتى لو كانت نقاط فحص أخرى خارج نطاق التفاوت. في ظل ظروف التشغيل العادية، لا تتغير خصائص تشغيل مرحلات المعالجات الدقيقة بمرور الوقت. تتأثر أوقات التشغيل فقط بإعدادات المرحل والإشارات المطبقة. وفقًا لمعايير NETA، ليس إلزاميًا التحقق من خصائص التشغيل كجزء من فحوصات الصيانة.
7. فحوصات الوظائف النظامية
بالإضافة إلى فحص واختبار مرحلات الحماية، قد يكون من المرغوب تأكيد التفاعل الصحيح لجميع أجهزة الاستشعار والمعالجة والفعل كوحدة كاملة من خلال فحوصات الوظائف النظامية. تثبت فحوصات الوظائف النظامية التفاعل الصحيح لجميع أجهزة الاستشعار والمعالجة والفعل كوحدة كاملة. عند إجراء فحوصات الوظائف النظامية، تحقق من جميع أجهزة أقفال السلامة لوظائف السلامة الفاشلة بالإضافة إلى وظيفتها التصميمية الفردية. تأكد من التشغيل الصحيح لجميع أجهزة الاستشعار، وأجهزة الإنذار، وأجهزة الإشارة. اختبر مرحل قفل الدارة ودارات منع الإغلاق، إلى جانب الفحص الذاتي للمرحل، وفشل مصدر الطاقة، وإنذارات مراقبة ملفات الرحل إلى SCADA. تحقق من وظيفة استعادة الناقل و/أو مفاتيح التحويل. يجب فحص القياس على مرحلات الحماية والعدادات مقابل مصدر معاير. تحقق من أن خطوط الاتصال عاملة للأجهزة المحلية والبعيدة، وتأكد من أن أنظمة الإعلان عن التحكم خالية من الإنذارات. تحقق من أي إنذارات موجودة. بعد الانتهاء من الاختبار، استعد دوائر التحكم ودوائر نقل التيار إلى وضع التشغيل الطبيعي. تحقق من أن جميع الأنظمة تُترك في وضع التشغيل الطبيعي أو الوضع، وتأكد من تمكين مخططات النقل والاستعادة، وتأكد من أن أجهزة المراقبة والحماية عاملة.
فحوصات الوظائف للمرحلات الكهروميكانيكية وذاتية الحالة الصلبة
تحقق من أن كل من نقاط تلامس المرحل تؤدي وظيفتها المقصودة في مخطط التحكم، بما في ذلك:
- رحلة قاطع الدارة
- منع الإغلاق
- قفل 86
- وظائف الإنذار
فحوصات الوظائف لمرحلات المعالجات الدقيقة
- تحقق من تشغيل جميع مداخل المرحل الرقمية النشطة وجميع مخارج نقاط التلامس أو الثايرستورات، preferably من خلال تشغيل الجهاز الخاضع للتحكم (قاطع الدارة، المرحل المساعد، أو الإنذار).
- تحقق من وظائف جميع دوائر المنطق الداخلية المستخدمة في مخطط الحماية.
- لمخططات مرحلات الطيار، قم بإجراء اختبار loop-back للتحقق من دوائر الاتصال الاستقبال والإرسال. يجب التحقق من أن جميع روابط اتصال المرحل الأخرى عاملة.
- تحقق من مخططات الحماية بمساعدة الاتصالات عبر الاختبار من طرف إلى طرف. قم بقياس زمن انتقال خطوط الاتصالات لأسلاك الطيار، والحماية التفاضلية للخطوط، ومخططات نقل رحلة القفل.
- أعد ضبط جميع سجلات الحد الأدنى/الأقصى وعدادات الأعطال عند الانتهاء من الاختبار لإزالة البيانات غير ذات الصلة. احذف سجلات تسلسل الأحداث وجميع سجلات الأحداث.
- تحقق من وظائف مراقبة ملفات الرحل والإغلاق. تحقق من اتصال SCAVA بالمرحل والإشارات مثل تغيير الإعدادات، وتشغيل الحماية، وفشل الحماية، وفشل الاتصال، وتحفيز مسجل الأعطال.
