كيف تتابع حماية وأتمتة العمل

كانت التجارب البشرية الأولى مع الكهرباء وإنشاء دوائر لمرور التيار مصحوبة بدارات قصيرة وعطل ، تم خلالها اكتساب الخبرة والمعرفة ، وكشف عمليات العمليات المستمرة ، وتطوير قواعد التشغيل.

بناءً على تحليل الأخطاء التي ارتكبت ، بدأ إنشاء أجهزة تحمي المعدات والأفراد من التأثيرات الكهربائية. أول هذه الأجهزة كانت الصمامات ، التي احترقت عندما تم إنشاء الأحمال الحرجة ، وكسر دوائر التيار الكهربائي.

بدأ إدخال هياكل وقائية أكثر تعقيدًا على نطاق واسع بعد عام 1891 ، عندما تم في روسيا ، وفقًا لمشروع ميخائيل أوسيبوفيتش دوليفو-دوبروفولسكي ، نقل 220 كيلو وات من الطاقة الكهربائية لكل 175 كم بنجاح بكفاءة تبلغ 77٪ بناءً على نظام جهد ثلاثي المراحل تم تطويره بواسطة نفس العالم.

اعتمد مبدأ الحماية على مبدأ المرحلات - الأجهزة التي تراقب باستمرار أي معلمة كهربائية للشبكة ، وعندما تصل إلى القيم الحرجة ، فإنها تؤدي إلى: تغيّر حالتها الأولية بشكل حاد عن طريق تبديل الدائرة الكهربائية.

تم تصنيع الأجهزة الوقائية الأولى بناءً على تصميمات الترحيل الكهروميكانيكية ، وبدأ يطلق على المتخصصين المشاركين في تشغيلها مصطلح "الترحيل" ، وهو صالح حتى الآن.

خدمة حماية الأتمتة والتتابع (RPA) التي تم إنشاؤها في نظام الطاقة على أساس الخبرة المكتسبة باستمرار تشارك في نفس الوقت في عمليات معقدة أخرى:

• أنظمة التحكم ، بما في ذلك الطرق المحلية والبعيدة والنائية ؛

• أقفال الجهاز ؛

• دوائر الإشارة ، مما يسمح بتحليل الأحداث التي تحدث في الشبكة ؛

• قياسات الكميات الكهربائية المختلفة في الدوائر الحالية ؛

• تحليل جودة القياسات على أساس المعايير المترولوجية ؛

• بعض الميزات الأخرى.

مبادئ بناء دائرة من الأجهزة الواقية

يجري باستمرار تحسين وتعديل قاعدة أولية مرهقة ومعقدة على أساس الهياكل الكهروميكانيكية. بالنسبة لأعمال الحماية ، يتم تقديم تطورات تقنية جديدة. في مجمعات الطاقة الحديثة ، يتم بنجاح الجمع بين الأجهزة الكهرومغناطيسية والحثية وأشباه الموصلات الساكنة والمعالجات الدقيقة.

يتم توحيدهم بواسطة خوارزمية أساسية ثابتة من العمليات ، والتي يتم تحديثها لكل حالة محددة. يتم توضيح وظائف الحماية الرئيسية بواسطة المخطط الهيكلي.

الوظائف الرئيسية لأجهزة الحماية

وحدة المراقبة

وتتمثل مهمتها الرئيسية في مراقبة العمليات الكهربائية الجارية في النظام على أساس قياسات من محولات قياس التيار و / أو الجهد.

يمكن إرسال إشارات الإخراج المأخوذة من الوحدة مباشرة إلى الدائرة المنطقية للمقارنة مع الانحرافات المعرفة من قبل المستخدم من القيم الاسمية ، وتسمى الإعدادات ، أو تحويلها في البداية إلى شكل رقمي.

كتلة المنطق

هنا ، تتم مقارنة إشارات الإدخال بخصائص حدود الإعدادات. أدنى تطابق بينهما يؤدي إلى إصدار أمر لتشغيل الدفاعات.

الوحدة التنفيذية

يتم الاحتفاظ به باستمرار في الاستعداد للاستجابة لأوامر الوحدة المنطقية. في الوقت نفسه ، يحدث التبديل في مخطط الأسلاك وفقًا لخوارزمية محددة مسبقًا تستبعد تلف المعدات والإصابة الشخصية.

وحدة الانذار

يتم تنفيذ العمليات التي تحدث في النظام بسرعة بحيث لا يستطيع الشخص إدراكها بأعضائه.لإصلاح الأحداث المثالية ، يتم تثبيت أجهزة الإنذار التي تستخدم أساليب التعرض المرئي والصوتي مع حفظ التغييرات التي حدثت في الذاكرة.

في جميع هياكل الإنذار ، يتم تنفيذ حالتها بعد العملية إلى موقعها الأولي مرة واحدة بواسطة المشغل يدويًا ، مما يلغي فقدان المعلومات حول تشغيل الحماية عن طريق التشغيل الآلي.

مبادئ الحماية

حدد الموقف الخطير للغاية بشأن موثوقية وسلامة استخدام الكهرباء المتطلبات الأساسية التي يجب أن تلبيها أنظمة حماية الترحيل. ومع ذلك ، فهي أيضًا أجهزة تقنية ، مما يعني: لديهم القدرة على تعطيل الأداء المناسب.

فشل أنظمة حماية التتابع ممكن مع:

• العيوب داخل الحماية.

• ردود مفرطة عندما لا يكون إجراء الهيئة التنفيذية مطلوبًا ؛

• عمل خاطئ في حالة عدم وجود تلف للنظام الكهربائي

لاستبعاد حالات الفشل أثناء التشغيل ، يتم تطوير المشروع وتثبيته وتكليفه بتكليف وصيانة أجهزة حماية الترحيل مع مراعاة المتطلبات المطورة لحماية المرحلات وأجهزة التشغيل الآلي من أجل:

• الانتقائية على أساس التسلسل الهرمي للمخطط ؛

• السرعة التي يحددها زمن الاستجابة ؛

• حساسية لعوامل الانطلاق ؛

• موثوقية العمل.

مبدأ الانتقائية

الاسم الشائع الآخر لذلك هو الانتقائية. تسمح لك هذه الخاصية بالتعرف بدقة على مكان الخلل الظاهر في شبكة منظمة مع أي تسلسل هرمي.

على سبيل المثال ، ينقل المولد الطاقة الكهربائية إلى العديد من المستهلكين الموجودين في المناطق رقم 1 و 2 و 3 ، والمزودة بحماية خاصة بهم 1-2 و 3-4 و 5 على التوالي. في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة داخل المستخدم النهائي في الموقع رقم 3 ، سوف تمر تيارات التلف عبر جميع دوائر الحماية من المصدر.

ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يكون من المنطقي فصل القسم الأخير بمحرك كهربائي تالف ، مع ترك جميع أجهزة التشغيل قيد التشغيل. لهذا الغرض ، يتم تقديم إعدادات حماية ترحيل مختلفة لكل دائرة في مرحلة تصميم الدائرة.

يجب أن تشعر الأجهزة الواقية في القسم 5 بتيارات الخلل في وقت مبكر وتضمن فصل الطوارئ في المولد بشكل أسرع. لذلك ، في المخطط المحدد ، يتم تقليل قيم الإعدادات الحالية والوقت في كل قسم من المولد إلى المستهلك ، مع مراعاة المبدأ: كلما اقتربنا من مكان التلف ، ارتفعت الحساسية.

في هذه الحالة ، يتم استيفاء مبدأ التكرار ، مع مراعاة إمكانية فشل أي أجهزة تقنية ، بما في ذلك أنظمة الحماية ذات المستوى الأدنى. وهذا يعني: إذا كانت حماية القسم 5 من القسم 3 معطلة ، فيجب أن تفصل الدائرة القصيرة أجهزة حماية المرحلات رقم 4 أو 5 من الخط رقم 2 ، والتي بدورها مضمونة بحماية القسم رقم 1.

مبدأ الأداء

يتكون وقت إيقاف التشغيل من عاملين على الأقل:

1. أثار الحماية ؛

2. تشغيل محرك قاطع الدائرة.

يمكن ضبط المعلمة الأولى من الحد الأدنى للقيمة بسبب تصميم الحماية وعدد العناصر المستخدمة. هذه الطرق تخلق وقت تأخير لإدراج مرحلات خاصة قابلة للتعديل في الدائرة. يتم استخدامه لمزيد من الحماية.

يجب تكوين الأجهزة القريبة من مكان التلف بحيث تعمل مع أقصر فترات زمنية ممكنة للتشغيل.

مبدأ الحساسية

تتيح لك هذه الخاصية تحديد أنواع الأضرار المحسوبة والمواقف غير الطبيعية لنظام الطاقة داخل منطقة الحماية الحالية.

حساسية حماية التتابع وأجهزة التشغيل الآلي

لتحديد التعبير العددي ، يتم تقديم المعامل Кч ، ويتم حسابه بنسبة نسبة القيمة الدنيا لتيار الدائرة القصيرة للقسم إلى قيمة تيار التعثر.

في الوقت نفسه ، تعمل أجهزة حماية الترحيل والأتمتة بشكل صحيح في Icz

تكمن القيمة المثلى لمعامل الحساسية في نطاق 1.5-2.

مبدأ الموثوقية

لتعريفه ، يتم تقديم المصطلحات:

• الجهوزية.

• الصيانة.

• المتانة.

• المثابرة.

كل واحد منهم لديه معايير التقييم الخاصة به.

موثوقية حماية التتابع وأجهزة التشغيل الآلي

تشغيل وصيانة أجهزة حماية الترحيل تنظر في ثلاثة خيارات للاعتمادية في وظائف الاستجابة:

1. مع الدوائر القصيرة الداخلية في المنطقة المحمية ؛

2. أثناء مرور دائرة قصر خارجية خارج منطقة العمل ؛

3. في أوضاع دون ضرر.

في الوقت نفسه ، تنقسم الموثوقية إلى:

• عملية؛

• غرفة الأجهزة.

مراقبة الطوارئ

ليست أي وحدة حماية مرحلية مجرد دائرة مستقلة ، ولكن يتم دمجها في مجمعات عالية المستوى ، والتي تشكل في نهاية المطاف نظام التحكم في حالات الطوارئ لنظام الطاقة. لديها كل عنصر مترابط مع المكونات الأخرى وتؤدي مهامها بشكل شامل.

يتم توضيح قائمة مختصرة لوظائف الحماية والأتمتة من خلال مخطط كتلة مبسط.

شبكة إدارة الطوارئ

يتيح لنا ملخص موجز لميزات تشغيل حماية المرحلات والأتمتة أن نستنتج أن مهنة مشغل المرحلات تتطلب دراسة مستمرة للمعدات التي تدخل حيز التنفيذ ، وتحسين المعرفة وتشكيل مهارات عملية قوية.

المزيد عن مهنة مشغل الترحيل: مهنة كهربائي حماية التتابع والأتمتة

اقرأ عن أجهزة حماية الترحيل الحديثة هنا: أجهزة حماية الترحيل القائمة على المعالجات الدقيقة: نظرة عامة على القدرات والقضايا المثيرة للجدل