1. مقدمة:
عند تصميم أنظمة الوقاية للحفاظ على استقرار التغذية في شبكات ذات الجهد المتوسط (11 ك.ف أو 22 ك.ف)، يجب اختيار أجهزة الوقاية المناسبة بناءً على طبيعة النظام وطريقة التوصيل (Single Line أو خطوط متوازية). الهدف الرئيسي هو ضمان حماية فعّالة مع تقليل احتمالية حدوث فصل خاطئ (Maloperation) يؤدي إلى انقطاع غير مبرر للتغذية الكهربائية.
2. أجهزة الوقاية المستخدمة في النظام:
(أ) جهة إرسال الجهد:
- يتم تثبيت وقاية زيادة التيار غير الاتجاهية (Non-Directional Overcurrent Protection – 51).
- هذه الوقاية تعمل على كشف الأعطال بناءً على قيمة التيار فقط، دون الأخذ في الاعتبار اتجاه تدفق التيار.
- الهدف: حماية خطوط النقل عند نقطة البداية (جهة الإرسال) ضد تيارات القصر العالية أو الأحمال الزائدة.
(ب) جهة استقبال الجهد:
- إذا كانت التغذية تتم من خطين على التوازي، يتم استخدام وقاية زيادة التيار الاتجاهية (Directional Overcurrent Protection – 67).
- تعمل هذه الوقاية على كشف تيارات الأعطال مع تحديد اتجاه تدفق التيار، مما يضمن عمل الجهاز المناسب لفصل الخط المصاب فقط.
- الهدف: منع حدوث الفصل الخاطئ لأجهزة الوقاية على الخطوط الأخرى السليمة.
3. لماذا نحتاج إلى وقاية اتجاهية في جهة استقبال الجهد؟
المشكلة مع الوقاية غير الاتجاهية (51) في جهة الاستقبال:
- إذا تم استخدام وقاية غير اتجاهية (51) في جهة استقبال الجهد مع وجود خطين يعملان بالتوازي:
- عند حدوث عطل في أحد الخطوط (الخط الثاني مثلاً)، ستقوم أجهزة الوقاية غير الاتجاهية في جهة استقبال الجهد على كلا الخطين (الأول والثاني) برصد تيار العطل.
- نتيجة لذلك، ستفصل الأجهزة على الخطين، رغم أن العطل موجود فقط على الخط الثاني.
- إضافةً إلى ذلك، جهاز الوقاية في جهة الإرسال سيقوم بفصل التيار عن الخط المتضرر (الثاني)، مما يؤدي إلى فصل غير مبرر للخط الأول السليم.
الحل باستخدام الوقاية الاتجاهية (67):
- عند استخدام وقاية زيادة التيار الاتجاهية (67) في جهة الاستقبال:
- يتم ضبط أجهزة الوقاية على كل خط بحيث تتفاعل فقط مع تيارات الأعطال المتجهة نحو الخط الذي تعمل عليه.
- إذا حدث عطل في الخط الثاني، جهاز الوقاية الاتجاهي الخاص بالخط الثاني هو الذي سيستجيب ويفصل التيار.
- الخط الأول سيظل مستمراً في العمل لأنه لا يتأثر بالعطل على الخط الثاني.
- هذا يضمن استمرار التغذية على الخط السليم والحفاظ على استقرار الحمل.
4. أهمية اتباع هذه الفلسفة عند استخدام الخطوط المتوازية:
- إذا لم يتم استخدام وقاية اتجاهية (67) في جهة استقبال الجهد:
- ستحدث عمليات فصل خاطئة للأجهزة.
- ستتأثر استمرارية التغذية للحمل بسبب فصل الخطوط السليمة.
- قد يؤدي ذلك إلى عدم استقرار كبير في النظام الكهربائي.
- باستخدام الوقاية الاتجاهية (67):
- يتم تحديد العطل بدقة، وفصل الخط المتضرر فقط.
- الخطوط السليمة تستمر في العمل، مما يضمن استمرارية التغذية للحمل.
5. تفعيل وقاية التسرب الأرضي:
- مع استخدام أجهزة زيادة التيار (51 و67)، يتم أيضًا تفعيل وقاية التسرب الأرضي (Earth Fault Protection).
- الهدف: كشف الأعطال الأرضية التي قد لا يتم رصدها بواسطة أجهزة زيادة التيار.
- يتم ضبط وقاية التسرب الأرضي لتعمل مع جميع الأجهزة الأربعة (على كلا الخطين في جهتي الإرسال والاستقبال).
6. ملخص الوضع الأنسب:
- جهة الإرسال:
- يتم تثبيت وقاية زيادة التيار غير الاتجاهية (51) لحماية خطوط النقل.
- جهة الاستقبال (مع وجود خطين متوازيين):
- يتم تثبيت وقاية زيادة التيار الاتجاهية (67) على كل خط لتحديد العطل وفصل الخط المتضرر فقط.
- يتم تفعيل وقاية التسرب الأرضي مع أجهزة الوقاية لتوفير حماية إضافية.
- النتيجة:
- حماية دقيقة لكل خط.
- منع الفصل الخاطئ للأجهزة.
- ضمان استمرارية التغذية واستقرار النظام الكهربائي.
7. خاتمة:
باستخدام الوقاية الاتجاهية (67) في جهة استقبال الجهد مع الخطوط المتوازية، يتم تحقيق فلسفة عمل متوازنة تمنع الفشل غير المبرر في النظام وتضمن استمرارية التغذية للحمل الحساس على جهدي 11 ك.ف و22 ك.ف.
