Breaker Failure Protection (50BF): The Last Line of Defense
حماية فشل القاطع (50BF): خط الدفاع الأخير
1. Introduction | مقدمة
In high-voltage substations (220/500kV), if a fault occurs and the primary protection sends a trip command, but the circuit breaker (CB) fails to open, the fault remains energized. This can lead to catastrophic equipment failure or grid instability. The Breaker Failure Protection (ANSI Code: 50BF) is designed to detect this failure and isolate the fault by tripping all adjacent breakers connected to the same busbar.
في محطات الجهد العالي (220/500 ك.ف)، إذا حدث عطل وأرسلت الوقاية الأساسية أمر فصل، ولكن القاطع (CB) فشل في الفتح، يظل العطل قائماً. قد يؤدي ذلك لتدمير المعدات أو انهيار استقرار الشبكة. هنا يأتي دور حماية فشل القاطع (كود: 50BF)، وظيفتها اكتشاف هذا الفشل وفصل جميع القواطع المرتبطة بنفس الباسبار لعزل العطل تماماً.
2. Operating Philosophy | فلسفة التشغيل
The 50BF logic relies on a simple yet critical AND Gate:
Initiation (Trip Command): A signal from any primary relay (Distance, Differential, etc.).
Current Supervision (Is > Iset): High-speed current detectors confirm that current is still flowing through the breaker.
تعتمد منطقية الـ 50BF على بوابة منطقية (AND Gate) حاسمة:
إشارة البدء (Initiation): وصول أمر فصل من أي ريليه وقاية أساسي.
مراقبة التيار: وجود حساسات تيار سريعة جداً تؤكد أن التيار لا يزال يتدفق عبر القاطع (مما يعني أنه لم يفتح).
3. Timing Stages | مراحل التوقيت الزمني
The 50BF operates in two stages to ensure selectivity:
Stage 1 (Re-trip): After a short delay (approx. 50-100ms), it sends a second trip command to the same breaker (via a different trip coil) to clear the fault if the issue was just a single coil failure.
Stage 2 (Back-up Trip): After a further delay (approx. 150-200ms), it sends a trip command to the Busbar Protection to trip all breakers on that bus section.
تعمل الـ 50BF على مرحلتين لضمان الانتقائية:
المرحلة الأولى (Re-trip): بعد زمن قصير (حوالي 50-100 مللي ثانية)، ترسل أمراً ثانياً لنفس القاطع عبر ملف فصل آخر، لعله يفتح إذا كان العطل في الملف الأول فقط.
المرحلة الثانية (Back-up Trip): بعد زمن إضافي (حوالي 150-200 مللي ثانية)، ترسل إشارة "فصل احتياطي" لوقاية الباسبار لفصل جميع القواطع المرتبطة بالعطل.
4. Shop Drawings & Wiring Considerations | اعتبارات الرسوم التنفيذية
As a design engineer, you must ensure:
Hardwired Initiation: The trip signal from primary relays to the 50BF relay must be hardwired for maximum reliability.
Inter-panel Wiring: The output contact from the 50BF relay must be wired to the Busbar Protection panel.
CT Inputs: Ensure the current sensors for 50BF are from a dedicated core or a high-speed protection core.
كمهندس تصميم (Shop Drawings)، يجب أن تتأكد من:
التوصيل السلكي الصلب: إشارة البدء من ريليهات الوقاية إلى ريليه الـ 50BF يجب أن تكون سلكية لضمان الموثوقية.
الربط بين اللوحات: تلامس الخروج من ريليه 50BF يجب أن يُربط بلوحة حماية الباسبار.
مداخل محولات التيار (CT): التأكد من أن حساسات التيار تأخذ إشارتها من "قلب" (Core) وقاية سريع ودقيق.
وبكده نتكفى بهذا القدر واتمنى نكون قدرنا نوضح ذلك الجزء الهام ، وإلى اللقاء أعزائى
سؤال العدد:-
أي اجهزة الحماية الاتية الذى يحتاج للجهد(PT) والتيار(CT) معاً ؟ ضمن معطياته هل اجهزة الوقاية الإتجاهية او اجهز الوقاية الغير اتجاهية ؟ (ولماذا)؟؟
جاوب على سؤال العدد فى التعليقات
والى اللقاء ايها الرائعون
المراجع والمصادر (References):
IEEE Standard C37.119™ - Guide for Breaker Failure Protection.
NPAG (Network Protection & Automation Guide) - General Electric (GE).
Technical Application Manuals - Siemens SIPROTEC & ABB Relion Series.
Protective Relaying Principles and Applications - J. Lewis Blackburn.
فضلا ، قوموا بنشر المقال ، لتعم الفائدة
وإن كان لديكم أى إستفسار حول أى مما ورد فى المقال، لا تترددوا فى ترك تعليق ، وسوف أقوم بالرد عليكم فى أسرع وقت إن شاء الله
دمتم بخير وسعداء ، وتذكرونا معكم فى صالح الدعاء.
إعداد وتقديم
مهندس/ محمد علام
01062255748
صفحتى بالفيس بوك
لينك قناة اليوتيوب
* مهندس بقسم التصميم الكهربى (بدرجة مدير إدارة)
* نقوم بإنشاء الرسومات الكهربية لخلايا التحكم، والحماية، والقياس، .... لتشغيل المحطات الكهربية للجهد العالى والجهد المتوسط من بداية إستلام المواصفات الفنية، وبنظام تسليم مفتاح
* شرفت بتدريب طلبة كليات الهندسة لمعظم الجامعات (تدريب صيفى للطلبة) على مدار السنوات السابقة
* سابقة الأعمال التى قمت بها فى قسم التصميم الكهربى .. هو تصميم وإنشاء رسومات العديد من المحطات جهد 66 ك.ف وجهد 220 ك.ف حتى مرحلة الربط والتشغيل.
* وايضا تصميم الرسومات التنفيذية لجميع موزعات الجهد المتوسط 11 ك.ف و 24 ك.ف
حتى الوصول للوحات الربط الحلقى والأكشاك.
: The Last Line of Defense حماية فشل القاطع (50BF): خط الدفاع الأخير){kind=link}
تعليقات
إرسال تعليق