حماية انظمة القوى الكهربائية

موجه الى:
المهندسين والفنيين القائمين على تركيب وتشغيل وصيانة انظمة حماية المعدات والأجهزة الكهربائية.
الاهداف:
تزويد المشاركين بالمفاهيم الاساسية وتطوير مداركهم فيما يخص انظمة القوى الكهربائية.
تعريف المشاركين على الانواع المختلفة لأنظمة وأجهزة الحماية الكهربائية
المستعملة لحماية المعدات الكهربائية وكيفية اختبارها وصيانتها.
تزويد المشاركين باحتياطيات السلامة اللازمة عند القيام بتشغيل وصيانة انظمة وأجهزة الحماية الكهربائية.
المفاهيم الاساسية:

- نظم توزيع الطاقة الكهربائية.
- مناطق الحماية الكهربائية.
- اهمية نظم الحماية الكهربائية.

انواع الاعطال الرئيسية:
1/ دائرة القصر
2/ الدائرة المفتوحة
3/ الاعطال الاخري

الاعطال الكهربائية وتاثيراتها علي:
- المولدات
- المحولات
- خطوط النقل
- الكوابل
- محولات الجهد والتيار
- القواطع الكهربائية
المرحلات:Relays
- عمل المرحلة وتركيبة
- المرحل المغناطيسى ذو القرص المتحرك
- المرحل الاستاتيكى
- المرحل الحرارى
- مرحلات زيادة التيار
- مرحلات زيادة وهبوط الجهد
- المرحل التفاضلى الاتجاهى
- مرحلات ارتداد القدرة الكهربائية
اختبار المرحلات:Relays Test
- اهمية اختبار المرحلات
- توصيل المرحل مع محولات الجهد والتيار
- حقن التيار الابتدائى
- حقن التيار الثانوى
- اختبار النقاط المساعدة
- اختبار الملفات
- اختبار زمن الفصل
احتياطيات السلامة:Safety Rules
- اخطار التيار الكهربائى
- طرق الحماية الشخصية
- اوامر وتصريح العمل
- التأريض واهميتة
محولات التيار:Current Transformer
مهامها:
تخفيض قيم التيار المار فى الدائرة للملف الابتدائي للمحول الي قيمة تيار صغيرة يمكن استخدامها في التالي:
اجهزة الوقاية
اجهزة القياس
الدوائر الخاصة بنظام التحكم

اجهزة الوقاية التي تغذى من محولات التيار فقط:
وقاية زيادة التيار Directional over current
وقاية الخطأ الارضي Non Directional Earth Fault Protection E\F
الوقاية التفاضلية في محطات المحولات فقطDifferential Protection

اجهزة الوقاية التي تغذى من محولات تيار ومحولات الجهد :

الوقاية ضد زيادة التيار لتسرب ارضي
الوقاية المسافية بمحطات المحولات فقط .
اجهزة القياس التي تغذى من محولات التيار ومحولات الجهد:
اجهزة قياس الطاقة الفعالة وغير الفعالة Kwh, Kvarh meter
اجهزة قياس القدرة الفعالة وغير الفعالة Kw,kvar meters
اجهزة قياس معامل القدرة Power Factors
موقع تركيب محولات التيار:
الجهد المتوسط:
بين القاطع ونقطة خروج الكيبل
الجهد العالي:
بين القاطع وسكينة الخط.
محولات الجهد:Voltage Transformer
تقوم بتخفيض الجهد الي 100 فولت او 110 فولت لتغذية اجهزة القياس مثل
Kvarh, Kwh, Kw وأجهزة قياس التردد وأجهزة الوقاية
O|C,E|F,undervoltage,load shedding
وأنظمة التحكم مثل التشابكInterlock
دوائر التشابكInterlock circuit
وهى نظام امان يمنع توصيل الدوائر المتوازية المغذاة من اكثر من محول قدرة والغير مؤكد توافقها.
اوضاع التشابك:interlock
اوتوماتيكيAutomatic
يدوي Manual
الغاء Off
اجهزة القياس:measurement instrument
اولا خلايا الدخول:Incoming Circuits
جهاز قياس الجهد(الفولتميتر) ويتغذى من VT
جهاز قياس شدة التيار ( الاميتر) ويتغذى من CT
جهاز قياس القدرة الفعالة(واتميتر) ويتغذى من VT+CT
جهاز قياس القدرة الغير فعالة (فارميتر) ويتغذى من VT+CT
جهاز قياس معامل القدرة ((PF ويتغذى من VT+CT
جهاز قياس الذبذبة (HZ) ويتغذى من VT .
اجهزة القياس:measurement instrument
خلايا الخروج:
جهاز قياس شدة التيار( الاميتر) ويتغذى من CT
جهاز قياس الطاقة الفعالة ويتغذى منVT+CT
جهاز قياس الطاقة الغير فعالة ويتغذى من VT+CT
اجهزة الوقاية والقطع:Protection Relays
على مغذيات الخروج:Out Going Feeders
وقاية ضد زيادة التيار ويتغذى من CT+DC
وقاية ضد الخطأ الارضي ويتغذى من CT+DC
اجهزة طرح الحمل ان وجدت Load shedding Protection
ويتغذى من CT+VT

اجهزة الوقاية والقطعrotection Relays
دوائر الدخول:incoming circuit
دوائر فردية
وقاية ضد زيادة التيار ويتغذى من CT+DC
وقاية ضد الخطأ الارضي ويتغذى من CT+DC
2- دوائر زوجية
وقاية ضد زيادة التيار اتجاهى ويتغذى منCT+VT+DC
وقاية ضدا لخطأ الارضي اتجاهي ويتغذى من CT+VT+DC

اجهزة الوقاية والقطع Protection Relays
3- رابط القضبان B.T
جهاز وقاية ضد زيادة التيار غير اتجاهى
الوقاية ضد التسرب الارضي
-Earth fault E|F
-Earth leakage E|L
E|F يعمل عندما يكون الفولت يساوى صفر.
E|L يعمل عندما يكون تيار عدم الاتزان Unbalance Current لة قيمه يتكون من :

اجهزة الوقاية والقطع Protection Relays
A.C element
D.C element
A|C voltage
Contact relays
Trip Coil

جهاز الوقاية الغازية :Buchols relay
يستخدم لحماية محولات القدرة التى لأتقل عن 500 كيلو فولت
وذلك عند حدوث قصر بين ملفات المحول و الارضى او بين الملفات وبعضها .
نسبة الغازات المذابة لأتزيد عن o.o7 مثل( ثانى اكسيد الكربون, اول اكسيد الكربون, الاكسجين)
جهاز الوقاية الغازية: Buchols relay
وقاية المحول من ارتفاع الحمل:
عند ارتفاع الحمل على المحول عن الحمل المقنن تعطي انذار وتضئover load
لمبة وذلك نتيجة لغلق تلامس الاسطوانة السفلية لذا لابد من تخفيف الحمل
داخل المحول.
حماية المحول ضد القصر الداخلي :
عند حدوث قصر تحدث شرارة تؤدى الي تصاعد بعض الغازات وزيادة حجم الزيت مما
يؤدي الى غلق تلامس الاسطوانة العلوية فتؤدى الي فصل القاطع .
التأريضEarthling
يمكن تعريف التأريض بأنة اتصال كهربائي عمل عن قصد بين جهاز كهربائي او
شبكة اجهزة من جهة وكتلة الارض من جهة اخرى . فالتأريض مطلوب لتوفير
السلامة للمنظومة الكهربائية وللعاملين في المنشاة . ويمكن تشبية الارضى
بطوق النجاة او مظلة الهبوط حيث تقدر قيمتها عند الحاجة لهما فقط.

اهمية وميزة الارضي الجيد:
الارضي يحمي الافراد من خطر الصعق الكهربائي الناتج عن قصور العزل وانهياره.
يقي من خطر التفريغ الكهربائي
يحمي المعدات من الاضرار التغيرات المفاجئة والكبيرة في جهد التغذيةvoltage surges) (
يؤمن تشغيلا مناسبا للمعدات والمنظومات الكهربائية.
الارضي المناسب للدور السكنية:
يمكننا الحصول على ارضي مناسب للدور السكنية مثلا باستخدام قضيب معدني واحد
او اكثر يدفن فى التربة لغرض تحقيق التماس مع كتلة الارض .
تتوفر قضيبان على شكل مقاطع يمكن ربطها ببعضها لغرض الحصول على قضيب بالطول
المطلوب وتغرز فى الارض بواسطة الدق للوصول الي طبقات الارض ذات المقاومه
النوعية الواطية وبالتالى الحصول على مقاومة ارضى واطى. وللحصول على مقاومة
اقل يستخدم غالبا عدة قضبان تربط ببعضها على التوازي بواسطة موصلات ارضية
لتكوين شبكة ارضية يمكن تشبيهها بشجرة كبيرة ,حيث تربط كافة المعدات
الكهربائية والهياكل المعدنية بالشبكة .
ومن شروط الارضي الجيد ان تكون مقاومتة اقل ما يمكن وتتراوح عادة ما بين 1 الي 5 اوم .
تعريف:definition
الشبكة الارضية:
هي مجموعة الموصلات التي يتم بواسطتها ايجاد اتصال كهربائي
جيد بين الاجزاء والهياكل المعدنية المكشوفة وبين كتلة الارض.
الارضي:Earth Pit
هو مجموعة من الموصلات او الاقطاب Electrodesالتى تدفن
او تعزز فى الارض بحيث توفر تماسا جيدا او بأقل مقاومة ممكنة مع التربة
المحيطة بها وبذلك تشكل واسطة الاتصال بين اجزاء الشبكة الارضية وكتلة
الارض.
موصل الأرضى الرئيسى:Main Earthling Lead
الموصل الرئيسى الذى يربط مجموعة المعدات والأجهزة الكهربائية الي الارض.

موصل الربط: الموصل الذي يربط بين هيكل او هاوية الجهاز او المعدة الكهربية
الي موصل الارضي الرئيسى. التأريض الوظيفي:function Earthing هو تأريض
نقطة الحيادي لمحولات القدرة وتأريض النقاط المشتركة لمحولات التيار لأسباب
تشغيلية. التأريض الاستاتيكي :static earthing يستخدم لغرض ضمان تسرب
الشحنات المستقرة التى تتولد في الحاويات والأوعية والخزانات نتيجة اصطدام
السوائل الهايدروكربونية بجدران تلك الحاويات اثناء التحميل او التفريغ .

التأريض لغرض الحماية من الصواعق:lightening protection
تستخدم لغرض تسريب التيارات العالية التي تنتج عند حدوث تفريغ كهربائي ناتج عن الصواعق وبذلك تتم حماية المنشاة من الاخطار.
قيمة الارضي في الاراضي الصحراوية والأرضي الزراعية:
اقل من او يساوى 2 اوم - o.5 اوم. فى محطات المحولات ولوحات التوزيع.
اقل من او يساوى 5 اوم - 2 اوم الاكشاك والخطوط.
لذلك جميع مهمات اللوحة او المحطة يجب ان تؤرض عن طريق توصيلها الي شبكة الارضي بئر ارضى عمق 2 الى2.5 متر.
Protective Relays:
Protective relays and monitoring relays detect or monitor for abnormal power system conditions .
Protective relays detect defective lines,
Defective apparatus or other power system conditions of an abnormal or dangerous nature.
Monitoring relay are used to verify condition in the power system or in
the protective system. Monitoring relays function include fault
detection, voltage checking, and direction sensing that confirms power
system condition, but does not directly sense the fault or problems.
Electrical Test Equipment
Portable test equipment:
Portable test Instruments for the maintenance of electric power
protection equipment, including protection relays, circuit breakers,
battery system and insulation system.
Testing Protective relays:
Diagnose problems and minimize downtime.
The purpose of protective relay equipment is to sense fault state and
trip circuit Breakers. If a fault is not corrected early , personal
injuries and serious damage can occur. Since protective relay equipment
plays such a vital role in electric power grid protection systems, it
must be tested at regular intervals to insure that it is operating
according to preset setting.
Primary Injection Test:
For primary injection testing , high current is injected on the primary
side of the current transformer , conductors , connection points, relay
protection and sometime circuit Breakers. As well- is covered by the
test usually conducted in connection with commissioning.
Testing Battery Systems
Ensure batteries are ready when you need them . A battery system must be
inspected at regular intervals . There are many reasons to thoroughly
inspect a battery system:
- Battery can vary so much from cell to cell that can equalizing charge is needed.
- Battery charge setting need attention .
- faulty charging shortens a battery's service life.
- There may be corrosion on the terminal posts and internal connection.
- Leakage
- Improper ambient temperature and ventilation. -

Testing of insulation:
To measures capacitance and dielectric losses over a frequency spectrum
to obtain information about the status of insulating materials.
Testing circuit Breakers:
Effective diagnostic methods allow condition based maintenance to improve reliability and lower cost.
Dielectric oil test :
Our economical and portable dielectric oil test kits are field –proven
for quick ,accurate diagnosis of key condition indicators in
transformers.
Relays Functions:
Phase sequence relay:
Monitors for correct phase sequence.
Phase reversal relays:
Monitor for change of one- half cycle or 180 degrees in phase.
Aground Earth fault relay:
Monitors for any undesired current path from a point of differing potential to ground .
Relay Functions:
Phase failure relay:
Monitors for voltage with the incorrect phase sequence or one or more phase open.
Phase unbalance relays:
Operate when the magnitude of one phase current exceeds

بارك الله فيك واطال عمر والديك على ماحملته يديك