21/03/2024
مثال:
نفترض وجود محـول بقدرة 20 ميجا فولت أمبير وجهده 69/110 kV، يتكون Three Single phase units
والمحول مركب عليه TAP changer under load يمكنه أن يغير نسبة التحويل على خطوات أثناء التحميل بنسبة أقصاها -5% إلى +5%. ويراد حمايته بواسطة جهاز Differential Relay
والمطلوب أن نعرف :
1.كيفية اختيار قيمة CTR المناسبة على جانبي المحول.
2. كيفية اختيار الميل المناسب Percentage Slope لجهاز الوقاية (النسب المتاحة هي 10%و20%و40%)
3.تحديد ما هو أقل تيار في الابتدائي يمكنه أن يسبب تشغيل جهاز الوقاية.
والقيم المستخدمة هنا في هذا المثال هى 5:3 و 4 5: و 5:4.5 و 4.58: و 4.59: و 5 5: و 5:5.1 و 5:5.2 و 5:5.5.
الحل :
1- اختيار ال ـ CTR المناسبة في المحولات
1- نحسب أولا قيم التيا رين الابتدائي والثانو ي في الوضع الطبيعي
Ip=20MVA/69KV=289.8A
IS =20MVA/110=181.8A
وهنا تظهر المشكلة الأولى التى أشرنا إليها سابقا وهى اختلاف تيار الابتدائي عن الثانوي حتى في الظروف الطبيعية، ولذا نختار قيمة مختلفة للـ CTR في كل جانب بحيث تنتج تيارا في الثانو ي أقرب إلى 5A، وفي هذه الحالة فأقرب النسب القياسية للـ CTs في هذا المثال هى:
CTRP=300/5
CTRS=200/5
3- وباستخدام هذه النسب سيكون:
IP\=289.8*(300/5) =4.83A
IS\ =181.8*(200/5)= 4.54A
وهنا تظهر مشكلة جديدة، وهى أن قيم التيار في الجانبين لا تزال متباعدة رغم استخدام CTRs مختلفة وتسمى هذه المشكلة بالـ CT Mismatch، وبالتالي تظهر أهمية وجود Input TAPs ذات القيم المختلفة بجهاز الوقاية لتعديل قيم تياري الجانبين، بمعنى نستخـدم مع الابتدائي 5/4.8=TAP فيصبح التيار الداخل لجهاز الوقاية يساوى:
I Primary (Relay)=4.83/4.8=1.0062pu=5.006A
ونستخدم في الجانب الأخر من جهاز الوقاية TAP=4.5/5 فيصبح
I sec (Relay)=4.54/4.5=1.009pu=5.009A
وبالتالي فنسبة الخطأ الان نتيجة اختلاف نسبة التحويل في المحول انخفضت الى 0.003A فقط
ويجب أيضا الإشارة إلى أن طريقة التغلب على مشكلة الCT Mismatch مع أجهزة الوقاية الرقمية الحديثة تختلف عن الطرق التقليدية والتي كانت تعتمد على استخدام الTAP الموجودة في جهاز الوقاية أو باستخدام الAuxiliary CT وأصبح يتم التعامل معها باستخدام الSoftware الموجود داخل الريليه مما ساهم بتقليل ال CT Mismatch بشكل أكبر .
2- اختيار الميل المناسب
كما سبق، فإن Biased Differential Relays تتميز بوجود أكثر من Slope حتى تأخذ في الاعتبار حجم الفروق الطبيعية المتوقعة بين تياري الابتدائي والثانوي.
على سبيل المثال فإنه وحتى نأخذ TAP changer في الاعتبار فإننا نفترض أنه حدث تغير في TAP Changer للمحول وصل إلى القيمة القصوى وهى %5، وهذا يعنى أن تيار أحد الجانبين فقط قد تغير بنسبة %5، وبالتالي تصل نسبة الخطأ الكلى بين تياري جهاز الوقاية حسب هذا المثال إلى %5.3، حيث وصلنا إلى أن الفرق بين التيارين وبعد استخدام Input TAPs قد وصل إلى %0.3. فإذا أخذنا في الاعتبار أن هناك عيوبا في تصنيع CT تسبب نوعا من عدم التماثل بينهما قد يصل إلى %10 فيصبح الخطأ الكلى الآن %15.3. وإذا أضفنا مساحة أمان في حدود %5 أخرى يصبح نسبة الخطأ بين التيارين الداخلين لجهاز الوقاية في حدود %20 وعلى هذا فأنسب ميل هو %20.
3- اختيار قيمة الـ Pickup
أما أقل تيار للتشغيل Pickup فغالبا يتم اختيار أقل تيار تشغيل متاح في الجهاز وهى ربع أمبير )وهو الفرق بين تياري الدخول والخروج(، وهذا معناه أن أي عطل ينشأ فرقا بين تيار الابتدائي وتيار الثانوي أقل من ربع أمبير فلن يشعر به الجهاز
