اعطال المولدات الكهربية..الجديد فى الكهرباء

اعطال المولدات الكهربية و انواعها

Over voltage

 تحدث حالة الارتفاع العالي في الفولتية الطرفية للمولد الكهربائي لاسباب كثيرة منها :-

1-حدوث فشل في عمل ال(AVR).

2-حصول فصل مفاجئ للاحمال نتيجة لعارض معين مما يؤدي الى ارتفاع سرعة الجزء الدوار وبالتالي ارتفاع الفولتية عن الحدود الطبيعية.

3-حصول تغير مفاجئ في الاحمال عند عمل المولد في وضع يدوي (خروج ال AVR عن العمل) مما يؤدي الى ارتفاع القدرة الرادية (Reactive power) وبالتالي ارتفاع الفولتية.

4- حدوث حالة وقتية من ظاهرة ال(surge) لذلك تستخدم ال(surge arrester) لتلافي هذه الظاهرة.

ولابد من فصل قاطع الدورة الرئيسي عند حدوث هذه الحالة بوقت مناسب والا تسببت في تلف المعدة وللحماية من ظاهرة فوق الفولتية يستخدم مناول(I.D.M.T) او(Definite time relay) ويجب ان يظبط المناول على قيمة تاخذ بنظر الاعتبار نوع ال(AVR) والحالات اللحظية للتعامل معهما بصورة صحيحة ولعطي اشارة

Under voltage

 

نادرا ما تستخدم الحماية من ظاهرة تحت الفولتية بصورة منفصلة وانما تستخدم كشرط لحماية اخرى ((inter lock مثل field failure او . inadvertent energisation

وذلك لان هذه الاعطال تصاحب ظاهرة تحت الفولتية(under voltage) واهم الاسباب المؤدية الى هذا العطل هو فشل في منظومة ال(AVR) او بسبب ظاهرة فوق الحمل(over loading) وللحماية من هذا الحدث ان استخدمت بصورة منفصلة يستخدم مناول بزمن تاخير مناسب(timed).

Unbalance loading

يكون الحمل متزنا عندما تكون تيارات الاطوار الثلاثة متساوية بالمقدار وبينهما زاوية كهربائية مقدارها 120 درجة ومعه فان الفيض الناتج من تيار الجزء الثابت يدور بالتزامن مع الجزء الدوار ولا توجد تيارات دوامة تتولد في الروتر بسبب الstator .

اما عندما يكون الحمل غير متزنا فان مركبات التيار الصفرية(تيارات الاطوار متساوية بالمقدار ولكن زاوية الطور بينهم تساوي صفر وهذه حالة ال zero sequence).

والموجبة(تيارات الاطوار متساوية بالمقدار وبينهم  زاوية مقدارها 120 وباتجاه عقارب الساعة وهذه حالة الposativesequenc(والسالبة(تيارات الاطوار متساوية بالمقدار وبينهم  زاوية مقدارها 120 ولكن بعكس عقارب الساعة وهذه حالة ال(Negative sequence) تظهر مسببة تيارات دوامة تدور باتجاه او بعكس الجزء الدوار.

عدم اتزان الحمل (unbalance) على المولد الكهربائي يؤدي الى ارتفاع مركبات التيار الاتجاهية الصفرية(negative sequence current) ينتج بسببها موجات (Amper-turn wave) تدور بعكس اتجاه الجزء الدوار وبضعف التردد او سرعة الدوران مما يؤدي الى ارتفاع درجة حرارة الملفات والجزء الدوار بصورة عامة.

وحسب تاثير الحرارة الناتجة من الاحمال الغير متزنة من العلاقة:-

 K = constant depending on generator design and size

t = time in seconds

I2 = RMS value of negative sequence current in p.u.

ويعتمد الثابت

Negative phase sequence protection

 

يستخدم مناول خاص يتحسس مركبات التيار السالبة عندما يكون الحمل غير متزنا ويظبط بزمن قليل وذلك لخطورة استمرار هذه الحالة ولتوضيح عمل هذا المناول نقول.

   هذا المناول حيث تتكون الشبكة من اربع ممانعات Z1,Z2,Z3,Z4 متساوية بالمقدار تربط بشكل قنطرة والتي تتغذى من محولات تيار CTs مع مناول ذي خصائص معكوس الزمن (inverse time) ومن الواضح من الرسم ان Z3&Z1 بدون ممانعة اما Z4&Z2 فتحتوي على مقاومة ومحاثة ويظبطان بحيث يكون التيار عبرهما يتاخر بزاوية مقدارها 60 عن التيار المار عبر Z1&Z3 ..يتوزع التيار القادم من الطور(R) عند النقطة A بالتساوي الى فرعين I1,I4 ولكن I4  يتاخر بزاوية مقدارها 60 عن التيار I1.

I 1= I4 = I R /⌡3

وبنفس الطريقة فان التيار من الطور (B) عبر النقطة C ينقسم الىI2&I3   مع تاخر I2 وعليه:-

I 2= I3 = I B/⌡3

 

مع ملاحظة ان I1 يتقدم على Ir بزاوية مقدارها 30 بينما I4 يتاخر عن Ir بنفس الزاوية 30 لاحظ الرسم(b)

يكون التيار المار عبر ملف المناول عند النقطة B

. IRELAY = I 1 + I 2 + I

= I R /⌡3 leading I R by 30º + I B/⌡3 lagging behind I B by 30º + Iy

 

وهنا احتمالان

أ‌-في حالة ال(+ve sequence) يكون التيار المار عبر ملف المناول يساوي صفرا .

I 1 + I 2 + I Y= 0 because I 1 + I 2 = – I Y

 fig(a)

وهذه حالة الاحمال المتزنة.

ب‌-في حالة ال(-ve sequence) يكون تيار ملف المناول يساوي Iy

Irelay=I1+I2+Iy=Iy

لان التيار الاول والثاني متساويان بالمقدار ومتعاكسان بالاتجاه 

Abnormal Frequancy

يؤدي فصل الاحمال بصورة مفاجئة الى حدوث حالة فوق السرعة(over speed) للمولد الكهرائي وبالتالي حدوث overfrequancy ويتم السيطرة على هذه الحالة عن طريق صمام منظم الوقود(governor) للتوربين او المحرك المدور للمولد.

اما حالة underfrequency فتحدث بسبب الاحمال الزائدة على المولد over load نتيجة للاحداث الغير طبيعية التي تحدث للشبكة او لخروج بعض محطات التوليد مما يؤدي الى ارتفاع الحمل في بقية المحطات الباقية في العمل وللسيطرة على هذه الحالة يجب عزل المولد عن الشبكة عن طريق مناول خاص يتحسس هذه الظاهرة او عن طريق المستخدم يدويا .

يجب ان لا تستمر الحالات الغير طبيعية للتردد فترة طويلة وذلك لانها خطرة وتسبب  تلف المعدة

 Reverse Power

عندما تزول القدرة الداخلة للتوربين(input power) بينما تبقى المولد الكهربائي بالعمل عندها سوف تتحول المولد الى محرك تزامني(synchrounace motor) ويصبح مصدر الحركة من جهة المولد وليس من جهة التوربين مما يسبب ضرر كبيرا في المعدة .

وتحدث هذه الحالة عندما يكون العزم المدور اقل من الخسائر الكلية للمولد والتوربين عندها يقوم المولد بتدوير التوربين والجدول ادناه يوضح النسبة بين قدرة التوربين الى عمل المولد بالسرعة الطبيعية التي معها تحدث هذه الظاهرة لمختلف انواع التوربينات والضرر المتوقع وهناك مناول خاص يتحسس هذه الحالة.

Dead Machine Energizationويسمى ايضا(inadvertent energisation) :-

 

عند تغذية المولد بصورة مفاجئة وقاطع الدورة مغلق وهي متوقفة عن الدوران ذلك يؤدي الى عمل المولد كمحرك حثي (induction motor) ويؤدي ذلك الى دورانها مسببة حقن تيار عالي جدا الى ملفات الجزء الدوار وارتفاع درجة حرارتها وبالتالي تلفها بوقت قصير لذلك يجب ان يوجد (interlock) على قاطع الدورة بحيث لايغلق الا عند توفر الشروط وللحماية من هذه الظاهرة يستخدم مناول overcurrent مع مناول undervoltage ويعملان معا كبوابة AND ويظبطان بقيم عالية الحساسية لتفادي اخطار هذه الاعطال .

 وفي نهاية الموضوع أود أن اقول لك شكرا على حسن متابعتي وقراءتك لهذه الموضوع أنا واثق بأن إذا عملت في مدونة الجديد في الكهرباء لكي انفع الناس بمما اعرفه في ها المجال ولكي استمر وا وطور مهاراتي ارجو التعليق علي ها الموضوع بكل صراحه تامه وشكرا لكم و بالتوفيق للجميع.