عند استخدام Differential Relay لوقاية محول، فستظهر عدة مشاكل أخرى بالإضافة إلى جملة المشاكل السابقة التى ذكرناها في البوست السابق:
1-منها وجود فروق طبيعية بين التيار الداخل والخارج إلى المحول نتيجة اختلاف عدد لفات الملف الابتدائي عن الثانوي في المحولات، و هذه المشكلة يمكن حلها باستخدام قيم مختلفة للـ CTR فى الابتدائي عنه فى الثانوي.
2-ومنها أيضا أن بعض المحولات تكون مز ودة بما يسمى مغير النسبة TAP Changer، وغالبا يك ـو ن من الن ـوع الذى يستخدم أثناء وجود المحول فى الخدمة On-Load
TAP Changer مما يترتب عليه تغير قيمة تيار الج ـانب المز ود بـ TAP Changer دونحدوث تغير فى الجانب الآخر، وهذا إذا لم يؤخذ فى الاعتبار فإنه يمكن أن يسبب فصل خاطئ، و هذا يعالج في الأجهزة القديمة بضبط القيم مستخدم ـين CT ratio matching TAPs ، ويعالج أحيانا باختيار Slope مناسب لتجنب أكبر خطأ متوقع.
وأصبح الآن يعالج بـ software بسيط داخل أجهزة الوقاية الرقمية.
3-وبالطبع من أهم أسباب الفصل الخاطئ للمحولات مرور تيار الـ Inrush Current .
4-ومن الأسباب أيضا حدوث الـ Sympathetic inrush بمعنى مرور تيار الـ Inrush في محول موجود بالفعل داخل الخدمة أثناء إدخال محول آخر إلى الخدمة . وسبب الفصل هنا يختلف عن سبب الفصل في الحالة السابقة لكن كلاهما يسبب فصلا خاطئا للمحول .
5-وهناك مشكلة تتعلق بطريقة توصيل المحولات الثلاثية وهل هى مثلا Y–Y أم D - Y (دلتا- ستار) ، (ستار-دلتا) أو غيره، وكل طريقة من هذه الطرق تنشأ علاقة بين التيار الابتدائي والثانوي مختلفة فى القيمة والاتجاه عن الط ر ق الأخر ى، وهذا الـ Phase Shift يمكن تجاوز تأثيره بتوصيل محولات قياس التيار (CT) فى الجانب ستار على شكل دلتا، والعكس بالعكس وهذه قاعدة هامة وضرورية فى توصيل وقاية المحولات.
6-ويمكن اعتبار اختلاف الـ Polarity لمحولات التيار أحد أهم الأسباب أيضا للفصل الخاطئ لاسيما بعد انتهاء أعمال الصيانة .ولضمان صحة التوصيل تذكر دائما قاعدة توصيل الـ Polarity الخاصة بمحولات الـ CT وهى نقطة دخول التيار إلى الابتدائي هي نقطة خروج التيار فى الثانوي.
ولعلاج هذه المشاكل والتي ذكرناها ايضا في البوست السابق فقد أجريت على فكرة الDiff المبسطة التى قدمت من قبل عدة تعديلات ,
حيث ظهر لدينا فكرة إبداعية باستخدام الRestrain coil
في البداية كان استخدام الDiff coil فقط داخل الRelay والذي قد يسمى في مراجع أخرى بOperating coil أما الان فقد تم إضافة Restrain coil والذي يسمى ايضا في مراجع أخرى بBiased coil .
الآن، جهاز الوقاية يمر فيه عدة تيارات مختلفة:
Iop= (I1 – I2) ويساو ى Differential Current الأول وهو الـ
ويسمى أيضا تيـار التشـغيل Operating Current ويمر فى ملف التشغيل Operating Coil ,لكن الجديد الآن أن العزم الناتج عن هذا التيار سيجد عزما مقاوما Restraining Torque ناشئا من تيارين آخرين كلا منهما يساوي (IRest=(I1+I2
ويسمى هذا التيار بـ Restrain current و سينتج عزما مقاوما يتناسب مع قيمة هذا التيار
فإذا تغلب عزم التشغيل على عزم المقاومة فسيقوم الجهاز بفصل الدائرة والعكس بالعكس. وعادة يكون عدد لفات ملف المقاومة أقل من عدد لفات ملف التشغيل.
فلو فرضنا أن Iin =5A وأن Iout =4.5 A، أوجد قيمتي عزم التشغيل وعزم المقاومة.
عزم التشغيل يتناسب مع تيار يساوى:
Iop = (5 – 4.5) = 0.5A
كما أن عزم المقاومة سيتناسب مع تيار يساوى
IRes =5+4.5/2 = 4.7A
وبالتالي فرغم وجود فرق يصل إلى 0.5 أمبير بين تيار ى الدخول والخروج إلا أن الجهاز ظل ثابتا لا يعمل، وهذا هو المطلوب منه فعلا فى مثل هذه الحالات.
أما إذا كان العطل فى داخل العنصر المراد حمايته فينشأ فرق كبير بين تيارى الدخول والخروج فمثلا قد يصبح:
Iout = 1 A Iin = 20 A
فعندها يصبح عزم التشغيل يتناسب مع تيار يساو ى
Iop=20 – 1 = 19 A
بينما عزم المقاومة يتناسب مع تيار يساو ى
IRe s = =10.5A
وبالتالي يحدث فصل للدائرة كما هو مطلوب فعلا . ويسمى الجهاز بعد هذه التعديلات Percentage
.Biased Differential Relay و يسمى أيضا ،Differential Relay
لاحظ الآن أنه في حالة حدوث فرق بسيط (فرق طبيعي) بين تياري الدخول والخروج فلن يتسبب في أي مشكلة، وكذلك لو نشأ هذا الفرق بسبب عدم تماثل محولي التيار
ملاحظة :
فى حالة العطل الداخلي هناك احتمالان:
•أن يكون هناك تغذية من الاتجاهين وعندها سيكون التيار المار في Operating Coil هو مجموع التيارين لأن التيار ينعكس اتجاهه فى محول التيار الثاني.
•لكن الحالة الأصعب تكون فى عدم وجود تغذية من الجهة الأخرى، ففى هذه الحالة سيتوزع بين ال ـ SC، وبين الحمل، لكنه فى الغالب يكون هناك فرقا يكفى للتشغيل.
العلاقة بين تيار التشغيل وتيار المقاومة في هذا النوع تظهر الصورة المرفقة في البوست، حيث يلاحظ فى هذا النوع أن تيار التشغيل Iop لابد أن يتجاوز نسبة مئوية ثابتة من تيار المقاومة IRes. لذلك سميت .Percentage Differential , وتسمى هذه النسبة المئوية ب k أو الSlope
و ميل (Slope) هذه العلاقة يمثل بصورة غير مباشرة نسبة الأخطاء التى تسبب عدم التماثل بين تيارى الدخول والخروج، و يقاس بالنسبة المئوية.
وهذا الـ Slope قد يكون 10% أو 20% أو 40% بمعنى أن تيار التشغيل يلزم له أن يكو ن مثلا 10% من تيار المقاومة حتى يبدأ الجهاز فى العمل. وفى بعض الأجهزة يكون الميـل مكونا من جزئين k1 ,k2
وكلما انخفض قيمة الميل كلما كان الجهاز أكثر حساسية للتشغيل. بمعنى آخر، كلما انخفضت قيمة الميل كلما كانت نسبة الأخطاء المتوقعة صغيرة و هي التي تؤخذ عادة فى الاعتبار مثل عدم تماثل CT مثلا.
لاحظ الارتفاع الصغير عن الصفر بالنسبة Iop عند بداية التشغيل، وهو ضروري كمساحة أمان من التشغيل الخاطئ لذلك سميت Biased Differential، كما أنها تؤمن التغلب على الاحتكاك في الأجهزة التقليدية.
وعادة يتم ضبط Iop للعمل على قيم صغيرة جدا تبدأ من ربع أمبير.
وهناك ملاحظة مهمة أن نسبة 10% قد تساوى فى بعض الأجهزة حوالي 0.2A ويسمى هذا أقل تيار تشغيل Minimum Pickup current. أما زمن التشغيل فى مثل هذه الأجهزة فيتراوح بين 25 إلى 150 مللي ثانية , ولكن حدث مؤخرا تقليل كبير فى هذا الزمن خاصة مع استخدام أجهزة الوقاية الرقمية الحديثة لعدم وجود أجزاء ميكانيكية متحركة مسئولة عن إيجاد إشارة فصل المفاتيح مما ساهم فى زيادة سرعة أجهزة الوقاية التفاضلية على المحولات حيث وصلت فى بعض أجهزة الوقاية الرقمية الحديثة إلى أقل من Cycles 2.
وبهذا القدر نكتفي ...والحمد لله رب العالمين
إذا بعثر ما في القبور وحصل ما في الصدور,,وليس حصل ما في العقول.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق