المولد والمحرك نوعان مختلفان من المعدات الميكانيكية. أحدهما يُحوّل الطاقة الأخرى إلى طاقة كهربائية لتوليد الطاقة، بينما يُحوّل المحرك الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لسحب أجسام أخرى. مع ذلك، لا يُمكن تركيبهما واستبدالهما. يمكن استبدال بعض أنواع المولدات والمحركات بعد التصميم والتعديل. ومع ذلك، في حالة حدوث عطل، يُحوّل المولد أيضًا إلى تشغيل المحرك، وهو ما يُمثّل الحماية العكسية في ظلّ الطاقة العكسية للمولد التي سنتحدث عنها اليوم.
ما هي القوة العكسية؟
كما نعلم جميعًا، ينبغي أن يتدفق اتجاه طاقة المولد من اتجاه المولد إلى اتجاه النظام. ومع ذلك، لسبب ما، عندما تفقد التوربينة طاقتها الدافعة ويتعطل مفتاح مخرج المولد، يتغير اتجاه الطاقة من النظام إلى المولد، أي ينتقل المولد إلى المحرك أثناء التشغيل. في هذه الحالة، يمتص المولد الطاقة النشطة من النظام، وهو ما يُسمى بالطاقات العكسية.
أضرار القوة العكسية
حماية المولد من الطاقة العكسية هي أنه عند إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري لأي سبب، وفقدان الطاقة الأصلية، يتحول المولد إلى محرك لتشغيل التوربين البخاري. يؤدي الدوران السريع لشفرة التوربين البخاري بدون بخار إلى احتكاك انفجاري، وخاصةً في المرحلة الأخيرة من الشفرات، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها وتلفها.
لذلك، فإن حماية الطاقة العكسية هي في الواقع حماية التوربين البخاري بدون تشغيل البخار.
حماية الطاقة العكسية المبرمجة للمولد
يهدف برنامج حماية الطاقة العكسية للمولد بشكل أساسي إلى منع المولد من التعطل المفاجئ لمفتاح مخرج المولد تحت حمل معين وعدم إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري بالكامل. في هذه الحالة، تكون وحدة مولد التوربين البخاري عرضة للسرعة الزائدة وحتى التسارع. لتجنب هذا الموقف، في بعض أنظمة الحماية دون حدوث ماس كهربائي، بعد إرسال إشارة العمل، سيعمل أولاً على إغلاق صمام البخار الرئيسي للتوربين البخاري. بعد عمل الطاقة العكسية للمولد، سيشكل صمامًا مع الإشارة يغلق صمام البخار الرئيسي، ويشكل برنامج حماية الطاقة العكسية بعد فترة قصيرة، وسيتوقف العمل تمامًا.
الفرق بين حماية الطاقة العكسية وحماية الطاقة العكسية المبرمجة
حماية الطاقة العكسية هي منع المولد من التحول إلى محرك بعد الطاقة العكسية، مما يدفع التوربين البخاري إلى الدوران ويتسبب في تلفه. في النهاية، أخشى أن يُشغّل النظام المحرك الرئيسي إذا كان يفتقر إلى الطاقة!
يهدف برنامج حماية الطاقة العكسية إلى منع تجاوز سرعة التوربين بسبب عدم إغلاق صمام الخانق الرئيسي بالكامل بعد فصل وحدة المولد فجأةً، لذا يُستخدم هذا البرنامج لتجنب ذلك. في النهاية، أخشى أن يؤدي تجاوز طاقة المحرك الرئيسي إلى تجاوز سرعة الوحدة.
لذلك، بالمعنى الدقيق للكلمة، تُعتبر حماية الطاقة العكسية نوعًا من حماية مرحل المولد، ولكنها تحمي بشكل أساسي التوربين البخاري. حماية الطاقة العكسية للبرنامج ليست حماية، بل هي عملية تشغيل مُعدّة لتعطيل البرنامج، وتُعرف أيضًا بتعطيل البرنامج، وتُطبّق عادةً في وضع إيقاف التشغيل.
يكمن السر في أنه طالما وصلت الطاقة العكسية إلى القيمة المحددة، فسوف تتعطل. بالإضافة إلى الوصول إلى القيمة المحددة، يتطلب برنامج الطاقة العكسية أيضًا إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري. لذلك، يجب تجنب حدوث الطاقة العكسية عند توصيل الوحدة بالشبكة الكهربائية أثناء تشغيلها.
هذه هي وظائف الحماية العكسية للمولد وشرح الطاقة العكسية للمولد. بالنسبة لمولد التوربين البخاري المتصل بالشبكة، يعمل كمحرك متزامن بعد إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري: يمتص الطاقة النشطة ويدفع التوربين البخاري للدوران، مما يُرسل الطاقة التفاعلية إلى النظام. عند إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري، تحتك شفرة ذيل التوربين البخاري بالبخار المتبقي مُسببةً فقدانًا في الطاقة نتيجةً لارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل طويل الأمد. في هذه الحالة، تحمي الحماية العكسية التوربين البخاري من التلف.
وقت النشر: ١٠ يناير ٢٠٢٢
