تقنية الجهد المتوسط

تقنية التشغيل والتوصيل

تتولى شركة IGEL® Electric تطوير وإنتاج وبيع وحدات التشغيل بالجهد المتوسط من أحدث جيل. وفي هذا الصدد توفر وحدتا التشغيل MV-C و MV-C „الهيكل الخارجي“ لتقنية التشغيل المركبة. وتخضع المكونات الأساسية الكهربائية المستخدمة لمعايير جودة صارمة ويتم اختيارها طبقا لظروف كل طلب على حدة. ولا تنطبق معايير الاختيار هذه على منتجات الشركة الداخلية فحسب، بل تمتد لتشمل جميع المكونات القياسية لتقنية وحدات التشغيل.

وتتمثل إحدى الميزات الأساسية هنا في تصميم المنتج بشكل مستقل عن الجهة الصانعة. حيث تم تطوير جميع وحدات التشغيل بما يلائم الاستخدام مع جميع أجهزة التشغيل الشائعة. ويتيح هذا التصميم المحايد لشركة IGEL Electric اختيار أفضل جهاز تشغيل ملائم للتطبيق المعني. وقد تتأسس معايير الاختيار على النواحي الفنية، مثل تكرار التشغيل ومدى قدرة دوائر القصر أو فئتها. ومن ناحية أخرى تلعب الخبرة في مجموعة منتجات بعينها وكذلك السعر دورا هاما في هذه العملية. علاوة على ذلك، بمقدورنا تلبية متطلبات عملائنا عن طريق تركيب أجهزة التشغيل المطلوبة دون الارتباط بنوع معين من أجهزة التشغيل الصادرة عن جهة صانعة ما. وهو ما يؤدي لخفض تكاليف تخزين قطع الغيار لعملائنا بشكل واضح.

فيما يلي نقدم لكم المتطلبات الأساسية في أهم أجهزة التشغيل ومكونات الوحدات.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 62 271-100؛ VDE 0671-100

تُستخدم قواطع الدائرة بصفة عامة في مجال وحدات توزيع الطاقة. وتتمثل هنا معايير الاختيار الرئيسية في القدرة على التوصيل وقدرة دائرة القصر. مع وحدات الدفع والحركة الكبيرة نسبياً تُستخدم قواطع الدائرة في خطوط التوصيل والتجاوز. في مجال الاستخدام هذا يعتبر تكرار التشغيل معيار اختيار إضافي.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 62 271-102؛ VDE 0671-102

تتمثل الوظيفة الأساسية لمفاتيح التأريض في ضمان حماية الأفراد عند إجراء أعمال على الوحدة أو الأجزاء الموصلة بها. وتبعا للنوع المستخدم ينبغي أن تضمن خلو الوحدة من الجهد الكهربائي أو تجبرها على قطع الجهد (التغذية الكهربائية)، أو تأمين إعادة التشغيل (التغذية الخارجة).

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 282؛ VDE 0670-4

ُستخدم المصاهر لحماية الوحدات والأجهزة المتصلة بها. خلافاً لقواطع الدائرة تتمثل وظيفة المصاهر في تقييد تيار دائرة القصر بقيمة قصوى ضئيلة. وبذلك يتسنى لأجزاء الوحدة المدعومة بالمصاهر تحمّل فئة أخف من دائرة القصر والشرر العارض. وتجدر الإشارة إلى أنه من الناحية الفنية يمكن العمل بالمصاهر حتى حجم معين فحسب. ولكن يمكن زيادة حدود القدرة من خلال وحدات تشغيل متوازية.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 265-1; VDE 0670-301

مع وحدات التشغيل بالجهد المتوسط تُستخدم مفاتيح فصل الحمل بصفة رئيسية كعناصر تحكم. وبذلك يتسنى فصل أو توصيل أجزاء معينة من الوحدة بواسطة مفاتيح فصل الحمل.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 071؛ VDE 0111

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 044-2؛ VDE 0414-2

يتم تركيب محولات الجهد في جميع وحدات التشغيل تقريباً. وتبعا لفكرة الحماية المطبّقة يخضع مستوى الجهد للمراقبة المباشرة ويتم فصله في مواقف معينة أو تتم الإشارة إليه فحسب ثم رفعه لتجهيزة الحماية التالية.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 044-1؛ VDE 0414-1

يعتبر محول التيار هو الأساس لأية منظومة حماية. وتبعا لوظيفتها المقررة يتم استخدام أجهزة تتمتع بنفس الدقة وفئة التشبع المكافئة لها. ويشيع بصفة خاصة في مجال الدفع والحركة استخدام محولات ثنائية النواة لأنها توفر – بجانب وظيفة الحماية – قيمة التحكم لتقنية الدفع والحركة.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 470؛ VDE 60 871-1

تعمل الموصلات المستخدمة في مجال الجهد المتوسط دائما بتقنية التفريغ. حيث تضمن هذه الموصلات أقصى فترة تشغيل وبمقدورها تحمّل تيار دائرة قصر معين، ولكن ليس بمقدوره تفعيله. لذلك يلزم تركيب عناصر تقييد لدائرة القصر قبل الموصلات. وفي حالة احتواء الشبكة الكهربائية على طاقة دائرة قصر عالية يجب تركيب المصاهر قبل الموصلات أو يلزم استخدام قواطع دائرة.

طبقاً للمواصفة القياسية IEC 60 871-1

ُستخدم المكثفات بغرض تحسين عامل القدرة. بناءً على الانتشار الواسع لوحدات الطاقة الإلكترونية يجب دائما أخذ التوافق في الاعتبار عند اختيار المنتج. وإذا ساوركم الشك يجب حماية المكثفات ضد الاضطرابات عالية الترددات بتركيب خوانق قبلها. وفي مجال بادئات التشغيل السلس يكفي في العادة اختيار المكثفات بعناية لضمان جهوزية الوحدة.

تعريف المصطلحات

„التعريف“ يُقصد بمجال الدخل المجالات المتاحة لتوفير التغذية الكهربائية لنظام وحدة التشغيل. وفي هذا الصدد لا يعتبر مصدر تغذية الجهد (محول، مجال خرج، مولّد) عاملاً حاسماً.

„مجالات الاستخدام“ يمكن استخدام مجالات الدخل إما لتوزيع الطاقة أو لأنظمة تقنيات الدفع والحركة. وتتمثل مهمتها في ربط جهد التغذية بخط توزيع نظام وحدة التشغيل عن طريق مكونات معينة، بما يتفق مع المتطلبات.

„التصميم“ يتم تجهيز مجالات الدخل في العادة بقواطع دائرة قابلة للفك. وبالاشتراك مع جهاز حماية معين تتوافر الحماية للوحدة. كما يشيع أيضا تركيب تشكيلة فاصل / مصهر.

„متطلبات خاصة“ نظرا لأن مجالات الدخل مرتبطة بمصادر الجهد الخارجي مباشرة، والتي تأتي في غالبية الأحوال من مكونات تقع خارج غرفة التحكم، فيجب أن تتميز هذه المجالات بمتطلبات خاصة. يجب استخدام منظومة تأمين إضافية لضمان عدم تسبب أي تشغيل في مجال الدخل أو في مجال التغذية المركب قبله في التعرض لموقف غير مرغوب.

„التعريف“ يُقصد بمجال الخرج جميع المجالات المتصلة بنظام آخر أو جهاز آخر عند المخرج.

„مجالات الاستخدام“ تُستخدم مجالات الخرج لتشغيل أو التحكم في الوحدات الموصلة. وتشتمل في العادة على تجهيزات حماية، مثل مرحل حماية المحرك أو الحماية من التيار الزائد.

„التصميم“ تبعا لمتطلبات الوحدة الموصلة يتم استخدام مكونات تشغيل مكافئة لها. في حالة قلة تكرار التشغيل (مع المحول مثلا) يتم استخدام قاطع دائرة
أو مفتاح لفصل الحمل. أما في حالة زيادة تكرار التشغيل (مع المحرك مثلا) غالبا ما يتم تركيب موصلات تفريغ أو تجهيزات لإدارة المحرك.

„متطلبات خاصة“ مع مجالات الخرج يكتسب معيار حماية الأفراد أهمية قصوى. ولضمان مباشرة العمل بأمان على الوحدات الموصلة يتم تأريض كابلات الخرج. علاوة على ذلك يتم استخدام منظومة تأمين لحماية مجال الخرج من إعادة التشغيل.

„التعريف“ يُقصد بمجالات التوصيل المجالات
التي تربط (توصل) منظومتي
خطوط توزيع ببعضهما البعض.

„مجالات الاستخدام“ في الأنظمة المعقدة نسبياً، مثل الوحدات الإضافية أو وحدات التشغيل المزودة بمجالين للدخل، يجب أن تتوافر إمكانية إعداد تهيئات مختلفة لوحدة التشغيل. وتتولى مجالات التوصيل في هذا الصدد لعب دور عنصر الوصل والتحكم.

„التصميم“ باعتباره مكوّن توصيل يتم استخدام إما فاصلات أو قواطع دائرة.

„متطلبات خاصة“ كما هو الحال مع مجالات الدخل قد تتسبب مجالات التوصيل في أحوال تشغيل غير مرغوبة أو خطيرة. لذلك يجب تضمين مكونات تشغيل مجالات التوصيل بالكامل في منظومة التأمين.

„التعريف“ بادئات التشغيل السلس عبارة عن تجهيزات تتيح بدء تشغيل المحرك بجهد تغذية متغير ومخفض في ظل استخدام مكونات كهربائية شبه موصلة (ثيريستورات).

„مجالات الاستخدام“ التطبيقات التي يتطلب بدء تشغيل المحرك فيها التخفيف على الشبكة الكهربائية (تيار بدء تشغيل مخفض) و / أو التخفيف على المعدات الميكانيكية (عزم بدء تشغيل مخفض).

„التصميم“ يشتمل بادئ التشغيل السلس دائما على وحدة طاقة إلكترونية، تُسمى مراكم الطاقة. وفي مجال الجهد المتوسط يلزم استخدام موصل تجاوز ومفتاح رئيسي. وغالبا ما تشتمل بادئات التشغيل السلس إضافة لذلك على مصاهر وفاصلات تأريض ومرحّل لحماية المحرك.

„متطلبات خاصة“ أثناء بدء تشغيل المحرك يتولد عن وحدة الطاقة الإلكترونية حرارة يجب مراعاتها عند وضع تصميم لوحة التشغيل. ويضمن نقل الإشارات عن طريق الألياف البصرية فصل تام للجهد المنخفض عن الجهد المتوسط.

„التعريف“ تجهيزات للمحرك تعتمد على مكونات توصيل اعتيادية (موصلات تفريغ أو قاطع دائرة) لربط المحرك بالشبكة الكهربائية.

„مجالات الاستخدام“ جميع التطبيقات التي لا تنطوي على طور خطير أثناء بدء التشغيل فيما يتعلق بالتحميل على الشبكة الكهربائية وعزم الدوران.

„التصميم“ مكونات تشغيل في شكل موصل تفريغ أو قاطع دائرة، محول تيار ومرحل حماية المحرك. غالباً ما تُستخدم مفاتيح التفريغ بالاشتراك مع المصاهر المعنية.

„متطلبات خاصة“ انظر موضوع مجال الخرج

„التعريف“ المحولات الأوتوماتيكية عبارة عن تجهيزات لبدء تشغيل المحرك تستخدم محولاً يشتمل على العديد من التفريعات الثانوية ليتيح للمحرك جهد تغذية مخفض.

„مجالات الاستخدام“ التطبيقات التي يتوجب معها خفض تيار بدء التشغيل أثناء إدارة المحرك.

„التصميم“ محول خاص بتوصيل كورندورفر يعتمد على أجهزة تشغيل معينة ليتيح للمحرك مستويات مختلفة من الجهد. ويشيع استخدام مكونات حماية إضافية، مثل المصاهر ومحولات التيار ومرحلات حماية المحرك.

„متطلبات خاصة“ نظرا لثقل المحول الخاص وأبعاده الكبيرة يتم توريد مجال محول بدء التشغيل في هيكل موسّع.

مقارنة طرق بدء التشغيل