أسرار SIPROTEC 7VK61 | الحلقة الخامسة
لغة الأرقام والإعدادات: كيف يعرف الريلاي أن التيار أصبح خطراً ويجب فصل الخط فوراً؟
تخيل أنك تجلس في غرفة التحكم وأمامك شاشة الـ SCADA، وفجأة لاحظت أن تيار أحد الخطوط بدأ يرتفع بسرعة جنونية: 300A ➜ 500A ➜ 700A ➜ 1000A
للوهلة الأولى، قد تظن أن الخط في خطر داهم ويجب على ريلاي الحماية أن يفصل فوراً! لكن الإجابة التي قد تفاجئ الكثيرين هي: ليس دائماً. فارتفاع قيمة التيار بمفرده لا يكفي أبداً لاتخاذ قرار الفصل.
دعنا نفكر بعقلية مهندس حماية محترف؛ إذا كان كل تيار مرتفع يعني فصل الخط تلقائياً، فلن تعمل الشبكة الكهربائية أصلاً! لأن هناك أحمالاً ضخمة، أو ظروف تشغيل مؤقتة (مثل تيارات بدء تشغيل المحركات الكبيرة)، تؤدي إلى ارتفاع التيار بصورة طبيعية دون وجود عطل.
من هنا، تم تطوير واحدة من أهم وأشهر وظائف الحماية في العالم: Overcurrent Protection والتي تحمل الأكواد العالمية (50/51).
تشريح وظيفة حماية زيادة التيار: Overcurrent (50/51)
وظيفة الـ Overcurrent ليست مجرد عنصر واحد يراقب الرقم، بل تنقسم غالباً إلى جزئين رئيسيين يكملان بعضهما لحماية الخط ذكياً:
1. الحماية اللحظية: Instantaneous Overcurrent (50)
هذا العنصر لا يعرف المزاح أو الانتظار! إذا تجاوز التيار قيمة مرتفعة جداً ومحددة مسبقاً (قيمة عطل صريح وقريب)، يقوم الريلاي بإرسال أمر الفصل (Trip) فوراً تقريبًا وبدون أي تأخير زمني (في أجزاء من الثانية). يُستخدم هذا الجزء للتعامل مع أعطال القصر الشديدة والقريبة من المحطة.
2. الحماية الزمنية: Time Overcurrent (51)
هنا يتحول الريلاي إلى قاضٍ حكيم؛ فالقرار لا يعتمد على قيمة التيار فقط، بل على معادلتي: (قيمة التيار + مدة استمراره). العلاقة هنا غالباً ما تكون عكسية؛ فكلما زاد التيار بشكل عنيف قل زمن الفصل، وكلما كان الارتفاع طفيفاً زاد زمن الفصل لإعطاء فرصة للأحمال الطبيعية لكي تستقر.
📊 مثال توضيحي مبسط: لو كان إعداد تيار البدء المبرمج (Pickup Current) يساوي 600A:
تيار بقيمة 550A ➜ لا يوجد أي استجابة أو فصل (منطقة تشغيل آمنة).
تيار بقيمة 650A ➜ يبدأ الريلاي في حساب الزمن والانتظار ليرى هل سينخفض أم يستمر؟
تيار بقيمة 2000A ➜ يفصل الريلاي بسرعة أكبر بكثير لأن الخطر أصبح داهماً.
فخ يقع فيه المهندسون الجدد عند ضبط الـ Pickup Current
من أشهر الأخطاء الشائعة عند المهندسين حديثي التخرج هو الاعتقاد بأن إعداد الـ Pickup Current يتم اختياره ببساطة بناءً على أعلى تيار حمل (Load Current) يمر في الخط حالياً.
لكن الحقيقة في أرض الواقع أكثر تعقيداً؛ فالمهندس المحترف يقوم بدراسة وتحليل عدة عوامل مجتمعة قبل كتابة رقم واحد في الإعدادات:
تيار الحمل الأقصى الكلي (Load Current).
أقصى طلب متوقع للشبكة (Maximum Demand).
مستويات تيار القصر عند مختلف النقاط (Fault Level).
نسبة تحويل محولات التيار (CT Ratio).
دراسة التنسيق والاتساق بين الريلات (Coordination Study).
ولهذا السبب، قد تجد خطين متجاورين في نفس المحطة ويعملان عند نفس قيمة التيار تقريباً، ولكن لكل منهما إعدادات حماية مختلفة تماماً؛ لأن القرار يعتمد على طبيعة وموقع الخط في الشبكة وليس على الرقم المجرد.
الخلاصة
وظيفة الـ Overcurrent Protection لا تسأل فقط: "كم قيمة التيار؟" بل تسأل بذكاء: "هل هذا التيار طبيعي؟ وكم مدة استمراره؟ وهل يستدعي الفصل الآن أم ننتظر؟".. وهنا تظهر العبقرية الهندسية في التمييز بين الحمل العادي والعطل الحقيقي (Fault). وفي كثير من حالات الفصل الخاطئ (False Trip)، لا تكون المشكلة في الريلاي نفسه، بل في سوء اختيار إعدادات الـ Pickup Current.
🔮 في الحلقة القادمة من السلسلة:
سندخل معاً إلى واحد من أهم الموضوعات التي تسبب ارتباكاً كبيراً للمهندسين: ما الفارق الجوهري بين Definite Time Overcurrent و Inverse Time Overcurrent؟ ولماذا قد يؤدي اختيار المنحنى الخاطئ إلى فصل محطة كاملة وإظلامها بدلاً من عزل الخط المعطل فقط؟
هذه الحلقة ستكون نقطة تحول حقيقية لفهم فلسفة التنسيق (Coordination). تابعوا السلسلة بانتظام، فهنا تتحول الحماية من مجرد أرقام جافة إلى فن هندسي متكامل!
إعداد وصياغة:
مهندس/ محمد علام (Mohamed Allam)
والى اللقاء ايها الرائعون
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.
تعليقات
إرسال تعليق