اختيار أجهزة التحكم والحماية
يتم اختيار أجهزة التبديل وأجهزة الحماية للمستقبلات الكهربائية على أساس البيانات الاسمية للأخيرة ومعلمات شبكة الطاقة الخاصة بهم ، ومتطلبات حماية أجهزة الاستقبال والشبكة من الأوضاع غير الطبيعية ، والمتطلبات التشغيلية ، ولا سيما تبديل التردد وبيئة الظروف البيئية حيث يتم تثبيت الأجهزة.
اختيار الأجهزة حسب نوع التيار وعدد الأقطاب والجهد والطاقة
يتم حساب تصميم جميع الأجهزة الكهربائية ووضع علامة عليها من قبل الشركات المصنعة لقيم الجهد والتيار والطاقة المحددة لكل جهاز ، وكذلك لوضع محدد للتشغيل. وبالتالي ، فإن اختيار المعدات لجميع هذه الخصائص يتلخص أساسًا في العثور ، بناءً على بيانات الكتالوج ، على الأنواع والأحجام المناسبة للأجهزة.
اختيار الأجهزة حسب شروط الحماية الكهربائية
عند اختيار أجهزة الحماية ، يجب مراعاة إمكانية الأوضاع غير الطبيعية التالية:
أ) دوائر قصيرة المرحلة ،
ب) إغلاق مرحلة الإسكان ،
ج) زيادة التيار الناتج عن الحمل الزائد للمعدات التكنولوجية ، وأحيانًا دائرة قصر غير مكتملة ،
د) الاختفاء أو الانخفاض المفرط للجهد.
الحماية من التحميل الزائد مطلوبة لجميع مستهلكي طاقة الخدمة المستمرة ، باستثناء الحالات التالية:
أ) عندما يتعذر تنفيذ التحميل الزائد للمستقبلات الكهربائية لأسباب تكنولوجية أو يكون غير محتمل (مضخات الطرد المركزي ، والمراوح ، وما إلى ذلك) ،
ب) للمحركات الكهربائية بقوة أقل من 1 كيلو واط.
الحماية من التحميل الزائد اختيارية للمحركات الكهربائية التي تعمل في أوضاع قصيرة المدى أو متقطعة. في المناطق الخطرة ، تعتبر الحماية من الحمل الزائد للمستقبلات الكهربائية إلزامية في جميع الحالات. يجب تثبيت حماية الجهد المنخفض في الحالات التالية:
أ) للمحركات الكهربائية التي لا يمكن توصيلها بالشبكة بجهد كامل ،
ب) بالنسبة للمحركات الكهربائية التي يكون بدء التشغيل الذاتي فيها غير مقبول لأسباب تكنولوجية أو يشكل خطرًا على أفراد الخدمة ،
ج) بالنسبة للمحركات الكهربائية الأخرى ، والتي يكون إغلاقها في حالة انقطاع التيار الكهربائي ضروريًا لتقليل القدرة الإجمالية لبدء تشغيل مستهلكي الكهرباء المتصلين بالشبكة إلى القيمة المسموح بها ، وربما من وجهة نظر ظروف التشغيل من الآليات.
بالإضافة إلى ما سبق ، يجب حماية محركات التيار المستمر والمحركات ذات الإثارة المتوازية والمختلطة من الزيادات المفرطة في السرعة في الحالات التي قد تؤدي فيها هذه الزيادات إلى خطر على حياة الإنسان أو خسائر كبيرة.
يمكن تنفيذ الحماية ضد الزيادة المفرطة في عدد الثورات بواسطة مرحلات خاصة مختلفة (الطرد المركزي ، الحث ، إلخ).
نظرًا لأن الحماية من التحميل الزائد والدائرة القصيرة لها أهمية خاصة في شبكات الطاقة ، فسوف نتعمق في مزيد من التفاصيل حول الجانب الأساسي لهذه المشكلة.
التيار الزائد هو أي تيار يزيد عن التيار المقنن للمحرك ، ولكن لا يوجد سبب لطلب تعطل المحرك عند كل حمل زائد.
من المعروف أن الحمل الزائد لكل من المحركات الكهربائية وشبكات الإمداد الخاصة بهم مسموح به ، وأنه كلما كان الحمل الزائد أقصر ، زادت قيمته. لذلك ، فإن مزايا الحماية من الحمل الزائد لهذه الأجهزة التي لها "خاصية تابعة" ، أي التي يقل وقت استجابتها مع زيادة الحمل الزائد المتعددة ، واضحة.
نظرًا لاستثناءات نادرة جدًا ، يظل الجهاز الواقي في دائرة المحرك حتى أثناء البدء ، فلا ينبغي تعطله بتيار بدء ذي مدة عادية.
من الاعتبارات المذكورة أعلاه ، من الواضح أنه ، من حيث المبدأ ، للحماية من تيارات الدائرة القصيرة ، يجب استخدام جهاز غير بالقصور الذاتي مضبوط على تيار أعلى بكثير من الجهاز الأولي ، ولحماية الحمل الزائد ، على العكس من ذلك ، جهاز بالقصور الذاتي مع خاصية تابعة ، تم اختياره بحيث لا يعمل عند بدء التشغيل في الوقت المحدد. إلى أقصى حد ، يتم استيفاء هذه الشروط من خلال الإطلاق المشترك الذي يجمع بين الحماية من الحمل الزائد الحراري والتعثر الكهرومغناطيسي اللحظي في حالة تيار الدائرة القصيرة.
من وجهة النظر هذه ، دعونا الآن نقيّم أجهزة الحماية المختلفة المستخدمة.
الصمامات ، التي كانت تُستخدم سابقًا كأجهزة حماية ، لها عدد من العيوب ، أهمها:
أ) تطبيق محدود للحماية من الحمل الزائد ، بسبب صعوبة تحديد التيارات الاندفاع ،
ب) غير كافية ، في بعض الحالات ، الحد الأقصى من الطاقة المنفصلة ،
ج) استمرار تشغيل المحرك الكهربائي على مرحلتين عندما يحترق الملحق في المرحلة الثالثة ، مما يؤدي غالبًا إلى إتلاف لفات المحرك ،
د) عدم وجود إمكانية لاستعادة الطعام بسرعة ،
ه) إمكانية استخدام إدخالات غير معايرة من قبل طاقم التشغيل ،
و) تطور حادث مع بعض أنواع الصمامات ، بسبب انتقال القوس إلى المراحل المجاورة ،
ز) انتشار كبير جدًا لخصائص الوقت الحالي حتى بالنسبة للمنتجات المتجانسة.
بالمقارنة مع الصمامات ، فإن آلات الهواء هي أجهزة حماية أكثر تطوراً ، ولكن لها عمل عشوائي ، خاصة بالنسبة للتيارات المقاطعة غير المنظمة في آلات التثبيت التلقائي ، على الرغم من أن الآلات العالمية لديها القدرة على الانتقائية ، إلا أن هذا يتم بطريقة معقدة.
وتجدر الإشارة إلى أن الحماية من الحمل الزائد لأجهزة التثبيت الأوتوماتيكية يتم توفيرها من خلال الإصدارات الحرارية. هذه الإطلاقات أقل حساسية من المرحلات الحرارية للمبتدئين المغناطيسية ، ولكن يتم تثبيتها على ثلاث مراحل.
في الأجهزة العالمية ، تكون الحماية من الحمل الزائد أكثر بدائية ، نظرًا لأن لديهم إصدارًا كهرومغناطيسيًا واحدًا فقط. في الوقت نفسه ، من الممكن إجراء حماية من انخفاض الجهد في الأجهزة العالمية.
مقبلات مغناطيسية بمساعدة المرحلات الحرارية المدمجة ، فإنها توفر حماية حساسة من الحمل الزائد على مرحلتين ، ولكن بسبب القصور الذاتي الحراري الكبير للترحيل ، فإنها لا توفر حماية ماس كهربائى. يسمح وجود ملف قابض في البداية بحماية انخفاض الجهد.
يمكن توفير الحماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة عن طريق المرحلات الكهرومغناطيسية والحثية الحالية ، ولكن يمكنها أيضًا العمل فقط من خلال جهاز التعثر ، والدوائر التي تستخدمها أكثر تعقيدًا.
بالنظر إلى ما سبق ومجموعة متطلبات أجهزة التحكم والحماية ، يمكن تقديم التوصيات التالية.
1. للتحكم اليدوي في المستقبلات الكهربائية مع تيارات تدفق منخفضة يمكن أن يكون
2. للتحكم اليدوي في المحركات الكهربائية بقوة تصل إلى 3-4 كيلو وات ، والتي لا تتطلب حماية ضد الحمل الزائد مفاتيح الحزمة.
3. بالنسبة للمحركات الكهربائية حتى 55 كيلو وات التي تتطلب حماية من الحمل الزائد ، فإن الأجهزة الأكثر شيوعًا هي المشغلات المغناطيسية مع الصمامات أو قواطع الدائرة الهوائية.
بقوة محرك كهربائي تزيد عن 55 كيلو وات ، الموصلات الكهرومغناطيسية بالاقتران مع المرحلات الواقية أو قواطع دوائر الهواء. يجب أن نتذكر أن الموصلات لا تسمح بانكسار الدائرة في حالة حدوث ماس كهربائي.
4. للتحكم عن بعد في مستهلكي الطاقة الكهربائية ، يلزم استخدام مبتدئين أو موصلات مغناطيسية.
5. للتحكم اليدوي في المستقبلات الكهربائية مع عدد قليل من مرات البدء في الساعة ، من الممكن استخدام مفاتيح تلقائية.