نظرة عامة على توزيع الطاقة وتدابير الحماية

توزيع الطاقة هو الحلقة الأخيرة في نظام الطاقة الذي يتصل مباشرة بالمستخدمين ويوزع الطاقة الكهربائية عليهم.

هذا هو التصنيف الرئيسي في التصميم والبناء الكهربائي، المتعلق بالسلامة الكهربائية. الأنواع الرئيسية هي كما يلي:

نظام تكنولوجيا المعلومات: النقطة المحايدة لإمدادات الطاقة غير مؤرضة. ميزتها هي استمرارية إمدادات الطاقة القوية للغاية. ولن يتعثر عند حدوث -خطأ أرضي أحادي الطور. يتم استخدامه بشكل شائع في الأماكن التي لا يمكن فيها تحمل انقطاع التيار الكهربائي بسهولة، مثل غرف العمليات بالمستشفيات والمناجم.

نظام TT: يتم تأريض النقطة المحايدة لإمدادات الطاقة بشكل مباشر، كما يتم تأريض غلاف المعدات بشكل منفصل. يتم مشاهدته بشكل شائع في شبكات الطاقة الريفية ومصابيح الشوارع الخارجية، ولكن تيار العطل صغير نسبيًا، وعادةً ما يكون جهاز التيار المتبقي (RCD) مطلوبًا.

نظام TN: هو النظام الأكثر شيوعًا حاليًا، حيث يتم توصيل النقطة المحايدة لإمدادات الطاقة مباشرة بالأرض، ويتم توصيل غلاف الجهاز بنقطة التأريض من خلال موصل أرضي وقائي (PE). وينقسم كذلك إلى:

نظام TN-C: يتم دمج الموصلات المحايدة (N) والأرضية (PE) في موصل واحد (موصل PEN). إنها منخفضة التكلفة ولكنها ذات أمان ضعيف، وغالبًا ما يتم رؤيتها في المباني القديمة.

نظام TN-S: يتم فصل الأسلاك المحايدة (N) والأرضية (PE) تمامًا، مما يوفر أمانًا عاليًا ويجعله الخيار المفضل للمساكن الحديثة ومراكز التسوق وغرف الكمبيوتر.

نظام TN-C-S: الواجهة الأمامية-متكاملة، ولكن يتم فصل الأسلاك بعد دخول الوحدة، مما يؤدي إلى موازنة التكلفة والسلامة، ويستخدم على نطاق واسع في المساكن التجارية المبنية حديثًا.

على خلفية أهداف "الكربون-المزدوج" وانتقال الطاقة، تشهد أنظمة توزيع الطاقة تغيرات عميقة، حيث تتطور من الشبكات السلبية التقليدية أحادية الاتجاه إلى الأنظمة الذكية والاستباقية.

نظام توزيع الطاقة التقليدي: تتدفق الطاقة في اتجاه واحد (من الشبكة إلى المستخدم)، وتعمل بشكل سلبي، ومهمتها الأساسية هي توزيع الطاقة.

نظام توزيع الطاقة الذكي الحديث: يتطور إلى منصة ذكية تفاعلية ثنائية الاتجاه.

 الحماية المتقدمة والمساعدة

في السيناريوهات الأكثر تطلبًا (مثل التطبيقات الصناعية والمباني الكبيرة)، سيتم نشر تدابير حماية أكثر تطورًا:

حماية دائرة القصر: الاستفادة من التعثر الكهرومغناطيسي لقواطع الدائرة أو عمل الصمامات خلال أجزاء من الثانية لقطع تيارات الدائرة القصيرة- الضخمة.

الحماية من الأعطال الأرضية: تراقب التيار غير الطبيعي بين الأسلاك المحايدة والأرضية لمنع الحوادث الناجمة عن أغلفة المعدات النشطة.

حماية الجهد المنخفض/فقدان الجهد: يقوم بالرحلات تلقائيًا عندما ينخفض ​​الجهد بشكل غير طبيعي لمنع بدء تشغيل المعدات المفاجئ والتأثير عند استعادة الشبكة.

الحماية من الجهد الزائد: تحمي من ضربات الصواعق أو الجهد الزائد التشغيلي، والتي يتم التعامل معها عادةً بواسطة مانعات الصواعق أو أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD).

حماية تسلسل الطور/فقد الطور: يستخدم بشكل أساسي لمحركات الطور الثلاثة- لمنع احتراق المحرك الناتج عن تسلسل الطور المعكوس أو تشغيل الطور الواحد-.

 تكوينات خاصة لأنظمة الجهد العالي-:

إذا كنت تتعامل مع توزيع طاقة بجهد 10 كيلو فولت أو أكثر-عاليًا، فستكون استراتيجية الحماية أكثر تعقيدًا، ويتم تنفيذها عادةً بواسطة أجهزة حماية الترحيل:

حماية لحظية من التيار الزائد: يتفاعل مع تيار الدائرة القصيرة-، ويزيل الأخطاء على الفور دون تأخير.

الحماية من التيار الزائد: تأخير زمني-، يعمل بمثابة نسخة احتياطية للحماية الفورية من التيار الزائد.

الحماية التفاضلية: تحديد الأخطاء الداخلية من خلال مقارنة التيارات الواردة والصادرة؛ الحماية الأكثر حساسية للمحولات وقضبان التوصيل.

حماية الغاز: خاص بالمحولات المغمورة بالزيت-، ومراقبة الغازات الناتجة عن الأعطال داخل الخزان.

 توصيات التطبيق العملي:

التنسيق الانتقائي: يجب أن يضمن التصميم أن "كل من يفشل سيتعثر". على سبيل المثال، يجب أن تنطلق قواطع الدائرة الفرعية قبل قاطع الدائرة الرئيسي لمنع حدوث أخطاء بسيطة في انقطاع التيار الكهربائي على مستوى النظام-.

التحقق المنتظم: لا تعد أجهزة الحماية حلاً-يصلح لمرة واحدة بعد التثبيت. خاصة بالنسبة لأجهزة التيار المتبقي (RCDs) وقواطع الدائرة، يجب اختبار موثوقيتها التشغيلية بشكل دوري عن طريق الضغط على زر الاختبار (عادةً ما يتم وضع علامة "T")

الZND-12X قاطع دارة مفرغ مغناطيسي دائمهو قاطع دائرة فراغي قابل للتطبيق على نطاق واسع بجهد مقدر يبلغ 12 كيلو فولت و تيار متردد 50/60 هرتز. إنها تعتمد آلية تشغيل التحكم المغناطيسي، وهي ذات حجم صغير جدًا، ويمكن استخدامها لفتح وإغلاق الأحمال الكهربائية المختلفة. يتم استخدامه على نطاق واسع في شبكات الطاقة الحضرية، وشبكات الطاقة الريفية، وغيرها من مشاريع بناء شبكات الطاقة وتحديث المنتجات، وهو مناسب بشكل خاص لتطبيقات التشغيل المتكررة.