حماية الأنظمة الكهربائية

مع أزمة الطاقة التي تلوح في الأفق والتلوث البيئي الخطير، تجذب الطاقة المتجددة في شكل توليد طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية اهتماماً متزايداً في جميع أنحاء العالم.

في السنوات الأخيرة، أصبحت أنظمة الطاقة الكهربائية واحدة من أهم البنى التحتية لتنمية أي بلد. قد تكون هذه الأنظمة عرضة لأحداث غير مرغوب فيها مثل فشل المعدات.

بالعادة تكون تغيرات جهد الاسترداد عندما يفتح قاطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض مع حدوث أخطاء في الحمل وقصر الدائرة وتشرح أنواع إعادة الإشعال تحت جهد استرداد مختلف.

نظراً لتطبيق هياكل الخطوط الفرعية المتعددة (MBLs) على نطاق واسع في شبكة توزيع (DC) المرنة المستقبلية؛ فهناك حاجة ملحة لتحسين موثوقية النظام.

لا غنى عن شبكات الاتصالات في المحطات الفرعية القائمة على (IEC61850) لتطبيق نظام أتمتة المحطات الفرعية (SAS)، ونظراً لأن أنظمة الحماية والتحكم في المحطات الفرعية الذكية.

في هندسة الطاقة، يجب أن يكون نظام النقل موثوقاً وفعالاً لجعل نظام الطاقة مستقراً وله حالة اقتصادية جيدة، لذلك لا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال أنظمة الحماية عالية السرعة.

الصمامات الكهربائية هي أجهزة حماية ذات تاريخ طويل، كما تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة والمركبات الكهربائية والنقل بالسكك الحديدية والأنظمة الكهروضوئية.

أصبحت محولات مصدر الجهد (VSCs) بديلاً هاماً لمحولات تبديل الخط (LCCs) لنقل التيار المباشر عالي الجهد (HVdc)، وذلك نحو تكامل الطاقة المتجددة على نطاق واسع.

مع النمو السريع في توليد الطاقة الكهروضوئية، أصبح خطر الصواعق على المنشآت الكهروضوئية يُنظر إليه باهتمام كبير، كما أن التركيبات الكهروضوئية عرضة لضربة البرق.

تتحكم محولات تحول الطور أو منظمات زاوية الطور (PARs) في تدفق طاقة الحالة المستقرة في خطوط النقل المتوازية وأحياناً توصل شبكتين مستقلتين.

يجب أن تكون مخططات حماية المنطقة الواسعة أكثر ذكاءً للتعامل مع التحديات الجديدة، حيث أصبح هيكل نظام الطاقة أكثر تعقيداً جنباً إلى جنب مع تطوير الأجيال الموزعة.

مع التطور السريع لأنظمة الطاقة، تم إنشاء المزيد والمزيد من خطوط نقل الجهد العالي الإضافي (EHV) عبر التضاريس المعقدة حيث يتكرر البرق، وذلك ووفقاً لتجربة التشغيل في الصين.