ما هي الضرورة من حماية Busbar؟

ما هي الغاية من استخدام الـ Busbar؟

قبل معرفة مفهوم حماية القضبان، فإنه يجب التعرف أولاً على (busbar) لذلك؛ فإن (busbar) هو الجزء الكهربائي الذي يتم ذكره على أنه إما مجموعة مفردة أو مجموعة مستخدمة لتجميع الطاقة الكهربائية من أجهزة التغذية الواردة وتوصيلها إلى أجهزة التغذية الصادرة، كما يمكن تعريفه أيضاً على أنه تقاطع حيث يصطدم تقاطع المغذيات الواردة والصادرة.

لذلك، يجمع الـ (busbar) أطراف التغذية الكهربائية في مكان واحد، كما أن الجهاز مرفق بقاطع دارة وعازل، وعند وقت الظروف المعيبة؛ فإن قاطع الدائرة ينقطع كما ينفصل الجزء التالف عن الدائرة.

ما هي حماية الـ busbar؟

في الماضي، كانت “حماية القضبان” تتم من خلال المرحلات الحالية، ومن المتوقع ألا يقاطع أي نوع من المحولات أو المغذيات المتصلة بقضيب النقل أنظمة القضبان الأخرى، وفي المقابل؛ فإنه تم زيادة طول المرحلات الحالية، لذلك عند حدوث ضرر في بسبار، يتطلب الأمر مزيداً من الوقت لفصل (busbar) وقد يتسبب ذلك في مزيد من الضرر أيضاً.

بينما في العقود الأخيرة، تم استخدام طول المنطقة الثانية لمرحلات الحماية فيما يتعلق بأجهزة التغذية التي لها وقت وظيفي يتراوح بين (0.3 و 0.5) ثانية لحماية القضبان، لكن هذا السيناريو لن يفرق بين الجزء التالف من بسبار.

كما تتعامل معظم أنظمة الطاقة مع نطاق عالٍ من مستويات الطاقة، وسيؤدي الاضطراب في قضيب النقل إلى خسائر فادحة، لذلك؛ فمن الأهمية بمكان حماية أنظمة (busbar)، وفي ضوء هذا التفاضل، يتم استخدام أنظمة (busbar)، حيث يكون لهذه الطرق وقت وظيفي أقل من 0.1 ثانية، كما تتمثل الأهمية الرئيسية لنظام (busbar) في تعزيز موثوقية نظام الطاقة من خلال الحفاظ على إزالة الطاقة عند حدوث رحلة في أجهزة التغذية.

مخططات الحماية الخاصة بالـ busbar:

تستخدم حماية النظام لتغطية القضبان، بحيث يتم تضمين النظام الذي يتم تنفيذه لحماية قضبان التوصيل مع التيار الزائد أو حماية المسافة، ومع تنفيذ هذا؛ فإنه يتم حماية القضبان بشكل أساسي، كما يتم تطبيق هذه الطريقة كإجراء وقائي احتياطي عن طريق تطبيق تصنيف الوقت في الحالة عندما يكون الحد الأدنى من نشاط الحماية ضرورياً.

كما يتأكد هذا تصنيف الوقت من أن قاطع الدائرة القريب من القسم التالف سيتم فتحه مبدئياً عن طريق تحديد إعداد زمني مناسب لكل مرحل، كما يمكن فهم هذا المخطط بوضوح من خلال النظر في المثال أدناه.

حماية الإطار الأرضي:

في السابق، كانت تستخدم بشكل أساسي كمخططات حماية، كما يمكن تنفيذ هذا النهج لترتيبات متعددة من القضبان لكل ترتيب قدرته الخاصة، بحيث لا يزال هذا النهج قيد التنفيذ ويوفر كفاءة جيدة أيضاً أدت إضافة المرحلات العددية إلى تقليل استخدام طرق تسرب الإطار.

هناك ثلاثة أنواع أخرى في مخططات حماية الإطار الأرضي وهي:

• إطار (busbar) واحد لحماية الأرض: حيث يتم استخدام هذا المخطط عندما يكون هناك نظام خاطئ في الأرض ويتم استخدامه لحساب التيارات التي تتدفق من مجموعة المفاتيح إلى الإطار الأرضي، كما تم تصميم هذه الطريقة بالطريقة التي يتم بها تحفيز الترحيل الفوري، كما هو معروض في الصورة بواسطة التيار الذي تم اكتشافه بواسطة (CT) والذي يتم وضعه على موصل التأريض، وهنا؛ فمن من المهم أن تكون مجموعة المفاتيح محمية من الأرض باستخدام الخرسانة كقاعدة.

• حماية (busbar) مقسمة: هنا، يتم تقسيم نظام (busbar) بأكمله إلى قسمين، كما تحدث الحماية لكل قسم، كما يمكن تحقيق ذلك عن طريق فصل كل شكل إلى أقسام ويتم تزويد كل قسم بموصل أرضي، وأيضاً، يحتوي كل قسم على مرحل حماية خاص به و (CT).

• محطة (busbar)  مزدوجة: هنا، يتم إجراء حماية (busbar) بشكل كلي، كما أن المضافة مع المزيد من أنظمة الرحلة المتصلة بالناقل الأساسي، حيث يتم استخدام نظام أمان لتوفير الحماية للمكونات من الإجراءات التي تحدث من الوظيفة بسبب الصدمات الميكانيكية أو البشرية، وهناك نظام الأمان هذا غير مناسب لأنظمة الحد الأدنى من المكونات.

عندما يكون الضرر ناتجاً عن الحد الأدنى من أسلاك الجهد الكهربائي؛ فإنه يحتاج نظام الأمان إلى إعاقة الوظيفة التي حدثت بسبب التدفق الحالي إلى الأرض من خلال إطار مجموعة المفاتيح، كما يتم توفير الوظيفة عن طريق تحفيز التتابع باستخدام التيار المحايد.

الحماية التفاضلية لقضبان التوصيل:

ينفذ هذا المخطط مباشرة مبدأ (KCL) حيث تكون هناك حاجة إليه، حيث تكون التيارات الواردة مكافئة للتيارات الصادرة من عقدة مماثلة، كما يعتبر النظام خطأ عندما لا يساوي مجموع التيارات “0” بالتوافق مع المرحلة أو حجم الاختلاف.

في نظام الحماية التفاضلية هذا، هناك مرة أخرى طرق أخرى لتنفيذ هذه التقنيات وهي:

• مقاومة عالية: كان هذا المخطط قيد التنفيذ على مدار العقود الخمسة الماضية نظراً لقوته العالية وسرعته ووظائفه المحمية، وهنا يتم يستخدم النظام الجهد من خلال عقد الوصلات التفاضلية، لكن عيب هذا النوع هو أنه يحتاج إلى تركيز (CT) وهو اقتصادي للغاية، وأثناء تلف قضيب التوصيل؛ فإنه يحتاج أيضاً إلى مقاوم إضافي لتنظيم الجهد لامتصاص الطاقة.

• مقاومة منخفضة: هذا النهج لا يحتاج إلى أي (CT)، كما أنه يتمتع بالقدرة على تحمل الحمل الزائد الكبير في التصوير المقطعي المحوسب في وقت حدوث أضرار خارجية، حيث يوفر هذا النظام أيضاً نطاقاً عالياً من سرعات التعثر، بحيث سيؤدي استخدام المرحلات المعتمدة على المعالجات الدقيقة في هذا النظام إلى زيادة الاستخدام بسبب خوارزمياته المتطورة لعمليات الحماية التفاضلية.

عندما يتم تنفيذ قضبان التوصيل المقطعية بنظام الحماية الكهربائية التفاضلية؛ فمن الضروري أن يستخدم الناقل المنفصل تيارات دوران فردية، وهنا؛ فإنه يتم تنفيذ المناطق لفصل الأقسام ويتم بناؤها في السيناريو الذي ستتقاطع فيه جميعاً من خلال مفاتيح الأقسام بحيث يتم حماية النظام بأكمله.

في حالة نظام ترتيب قضيب الحافلة المزدوج، تتم إدارة قضيبين كأقسام فردية، وذلك عندما يحدث الاقتران، سوف تتداخل هذه الأقسام، وهنا سيكون مفتاح المعزل متصلاً بكل من القضبان، كما يجب أن يكون هذا مرتبطاً بالقسم المناسب من خلال جهات اتصال داعمة مبكرة أو متأخرة، وهذا يتأكد من أنه عند إغلاق العوازل؛ فإن مفاتيح الدعم تعمل قبل تشغيل جهات الاتصال الأساسية.

الحجب العكسي والحماية المتشابكة:

في النوع التقليدي لأنظمة الحماية، وعندما يحدث الضرر؛ ستتم إزالته باستخدام مرحلات تأخير الوقت المنبع، وذلك باستخدام طريقة عددية، كما يمكن تنفيذ نهج قفل بسبار لحماية نظام التوزيع باستخدام مصدر واحد، حيث يعد تصنيف الوقت ضرورياً لمزامنة مرحلات التيار الزائد لمنع الظروف المعيبة، والفوائد الرئيسية لاستخدام هذا النهج هي:

• يمكن أن تكون هذه المخططات مناسبة بسهولة لملحقات المحطات الفرعية.

• تحتاج هذه الطريقة إلى حد أدنى من الأسعار عند مقارنتها بطريقة الحماية التفاضلية.

• يحتوي هذا النهج على تقنية حل سريع للضرر من تلك الخاصة بالأنظمة التي تستخدم الرحلة التي تم إنشاؤها بواسطة حماية وحدة التغذية الأولية، كما وتسمى هذه أيضاً مخططات متشابكة تسلسل المنطقة.