الحماية العكسية للمولد الهيدروليكي

يُعرف المولد والمحرك بأنهما نوعان مختلفان من المعدات الميكانيكية. يُستخدم المولد لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كهربائية لتوليد الطاقة، بينما يُستخدم المحرك لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لتحريك الأجسام. مع ذلك، لا يمكن تركيب المولد والمحرك واستبدالهما ببعضهما البعض. يمكن استبدال بعض أنواع المولدات والمحركات بعد تعديلها وتصميمها. ولكن في حالة حدوث عطل، يتحول المولد تلقائيًا إلى محرك، وهذا ما يُعرف بحماية المولد من عكس التيار، وهي الحماية التي سنتناولها اليوم.

ما هي القدرة العكسية؟

كما هو معلوم، من المفترض أن يتدفق التيار الكهربائي من المولد إلى الشبكة. ولكن، لسبب ما، عندما يفقد التوربين الطاقة المحركة ويفشل مفتاح فصل المولد في الفصل، يتغير اتجاه تدفق الطاقة من الشبكة إلى المولد، أي يتحول المولد إلى المحرك العامل. في هذه الحالة، يمتص المولد طاقة فعالة من الشبكة، تُعرف بالطاقة العكسية.

ضرر الطاقة العكسية

تتمثل آلية الحماية من عكس طاقة المولد في أنه عند إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري لأي سبب من الأسباب، وانقطاع الطاقة الأصلية، يتحول المولد إلى محرك لتدوير التوربين البخاري. يؤدي الدوران عالي السرعة لشفرات التوربين البخاري بدون بخار إلى احتكاك شديد، خاصة في شفرات المرحلة الأخيرة، مما قد يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط، وبالتالي تلف شفرات الدوار.

لذلك، فإن الحماية من الطاقة العكسية هي في الواقع حماية التوربينات البخارية بدون تشغيل البخار.

حماية مولد الطاقة العكسية المبرمجة

يهدف برنامج حماية الطاقة العكسية للمولد بشكل أساسي إلى منع فصل مفتاح مخرج المولد فجأةً تحت حمل معين، في حال عدم إغلاق صمام الخانق الرئيسي لتوربين البخار بشكل كامل. في هذه الحالة، يكون مولد توربين البخار عرضةً لزيادة السرعة، بل وحتى تجاوزها. لتجنب هذه المشكلة، في بعض أنظمة الحماية التي لا تتضمن عطلًا في الدائرة القصيرة، وبعد إرسال إشارة التشغيل، يتم أولًا إغلاق صمام البخار الرئيسي لتوربين البخار. بعد تفعيل حماية الطاقة العكسية للمولد، يتم تفعيل صمام البخار الرئيسي، ثم يتم إيقاف تشغيل برنامج حماية الطاقة العكسية بعد فترة وجيزة.

الفرق بين الحماية من عكس التيار الكهربائي والحماية من عكس التيار الكهربائي للبرامج

تهدف حماية الطاقة العكسية إلى منع المولد من التحول إلى محرك كهربائي بعد عكس اتجاه الطاقة، مما قد يؤدي إلى دوران التوربين البخاري وتلفه. في نهاية المطاف، أخشى أن يقوم النظام بتشغيل المحرك الرئيسي إذا كان يعاني من نقص في الطاقة!

يهدف برنامج الحماية من الطاقة العكسية إلى منع زيادة سرعة التوربين الناتجة عن عدم إغلاق صمام الخانق الرئيسي بالكامل بعد فصل وحدة المولد فجأة، ولذلك تُستخدم الطاقة العكسية لتجنب ذلك. في نهاية المطاف، أخشى أن تؤدي الطاقة الزائدة للمحرك الرئيسي إلى زيادة سرعة الوحدة.

لذا، من الناحية الدقيقة، تُعدّ حماية الطاقة العكسية نوعًا من أنواع حماية مرحلات المولدات، ولكنها تحمي بشكل أساسي التوربينات البخارية. أما حماية الطاقة العكسية المبرمجة، فهي ليست حماية بحد ذاتها، بل هي عملية مُعدّة لتنفيذ فصل مبرمج، وتُعرف أيضًا بالفصل المبرمج، وتُطبّق عادةً في وضع الإيقاف.

يكمن جوهر الأمر في أنه طالما وصلت القدرة العكسية إلى القيمة المحددة، فسيتوقف النظام عن العمل. إضافةً إلى بلوغ القيمة المحددة، يتطلب برنامج القدرة العكسية أيضًا إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري. لذا، يجب تجنب تشغيل القدرة العكسية لحظة توصيل الوحدة بالشبكة أثناء بدء تشغيلها.

هذه هي وظائف نظام الحماية العكسية للمولد وشرح قدرة المولد العكسية. بالنسبة لمولد التوربينات البخارية المتصل بالشبكة، فإنه يعمل كمحرك متزامن بعد إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري: حيث يمتص الطاقة الفعالة ويدفع التوربين البخاري للدوران، مما يسمح بتزويد النظام بالطاقة غير الفعالة. عند إغلاق صمام الخانق الرئيسي للتوربين البخاري، تحتك ريشة الذيل بالبخار المتبقي، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة، والذي يتضرر نتيجة ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل لفترات طويلة. في هذه الحالة، يحمي نظام الحماية العكسية التوربين البخاري من التلف.