يواجه أي نظام طاقة يتم إنشاؤه حول مجموعات المولدات أو المحولات المرتبطة بالشبكة -حالة خطأ فادحة مخفية تُعرف باسم الطاقة العكسية. على الرغم من أن هذه القضية لا تنتج سوى القليل من التحذير الواضح للوهلة الأولى، إلا أنها تحمل إمكانات مدمرة مدمرة.
يتم تعريف الطاقة العكسية ببساطة عندما تتدفق الكهرباء للخلف عبر دائرة الطاقة الخاصة بك. أحد السيناريوهات الشائعة: مولد مصمم لإرسال الطاقة إلى الشبكة يسحب فجأة الطاقة النشطة من الشبكة، ويعمل مثل المحرك الكهربائي بدلاً من ذلك. يحدث آخر أثناء انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة: تفشل محولات تخزين الطاقة الشمسية أو البطاريات في إيقاف التشغيل والاستمرار في دفع الطاقة إلى الخلف إلى المحولات الأولية. يحدث هذا النقل العكسي للطاقة دون إشعار مسبق، ويمكن أن يؤدي إلى أضرار لا رجعة فيها-تهدد الحياة في ثوانٍ معدودة-بما في ذلك التهديف الشديد على أسطوانات المحرك الرئيسي للمولد، أو الفشل الكارثي وانفجار وحدات الطاقة العاكسة، أو حرائق كهربائية كاملة.
لكسر الأضرار الميكانيكية والكهربائية، ابدأ بالمولدات المتزامنة التي تعمل بالتوازي مع شبكة المرافق. إذا انقطع إمداد الوقود أو تعطل نظام الحاكم، فإن المحرك الرئيسي يفقد عزم الدوران الناتج. تقوم الشبكة بعد ذلك بسحب المولد بسرعة متزامنة مقابل التشغيل المقصود.
عندما يتم تشغيل محرك الديزل بشكل سلبي بهذه الطريقة، يختفي ضغط الاحتراق الطبيعي وطبقة زيت التشحيم الواقية. ويرتفع الاحتكاك بين المكابس وبطانات الأسطوانة وقضبان التوصيل بسرعة، مما يؤدي إلى توليد حرارة زائدة للغاية. وفي غضون ثوانٍ، يؤدي ذلك إلى خدش جدار الأسطوانة، أو قفل المحامل، أو فشل كامل في قضيب التوصيل.
بالنسبة لإعدادات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يجب أن يؤدي فقدان جهد الشبكة إلى إيقاف تشغيل العاكس بشكل فوري. إذا تعطلت الوحدة، فإنها تخطئ في قراءة الشبكة المنفصلة على أنها حمل حي وتستمر في العمل بعيدًا عن مرجع الجهد الداخلي الخاص بها، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة طاقة معزولة خطيرة. عندما تقوم أطقم المرافق أو المعدات الأوتوماتيكية- بإعادة إغلاق قاطع الشبكة بعد ذلك، يؤدي عدم تطابق طور الجهد والسعة بين دائرة العاكس المعزولة والشبكة الرئيسية إلى إنشاء تيار تدفق هائل هائل. يؤدي هذا على الفور إلى حرق مكثفات ناقل التيار المستمر الخاصة بالمحول ومفاتيح الطاقة IGBT، مما يترك الأجهزة الذائبة والمتفحمة داخل خزانة التحكم.
حماية الطاقة العكسية: حاجز أمان آلي سريع المفعول.-
تعمل حماية الطاقة العكسية كحارس أمان فوري وتلقائي لإيقاف هذه الأعطال قبل أن تتصاعد. أجهزته الأساسية عبارة عن وحدة -عالية الدقة لاستشعار اتجاه الطاقة موجودة داخل أجهزة مراقبة جودة الطاقة أو المرحلات الواقية.
يقوم هذا المستشعر باستمرار باختبار الجهد الكهربي في الوقت الفعلي- وأشكال الموجات الحالية، وحساب كل من مستوى الصوت وإشارة الاتجاه لتدفق الطاقة النشط. يقوم النظام بإطلاق تنبيه رسمي لعطل الطاقة العكسية بمجرد استيفاء شرطين:
1.تتجاوز الطاقة النشطة للخلف الحد القابل للتعديل -من قبل المستخدم، والذي يتم تعيينه عادةً بين 5% و15% من خرج الطاقة الأمامي المقدر للوحدة؛
2. يستمر التدفق العكسي بعد تأخير زمني قصير متعمد (عشرات إلى مئات المللي ثانية)، وهو مدمج للقضاء على رحلات الخطأ الكاذبة من ارتفاعات الطاقة العابرة.
عند التأكد من وجود حدث طاقة عكسية صالح، ترسل مرحلات الحالة الصلبة -الداخلية أو نقاط الاتصال الجافة الميكانيكية إشارة رحلة فورية لفتح قاطع دائرة ربط الشبكة. يؤدي هذا إلى قطع اتصال الشبكة بسرعة كافية لإيقاف القصور الذاتي الميكانيكي وتراكم الحرارة قبل حدوث ضرر دائم.
حقيقي-منع الأضرار العالمية عبر جميع أصول الطاقة
يعمل هذا المنطق الوقائي على التخلص من أوضاع الفشل الكارثية المتعددة عبر أنواع مختلفة من معدات الطاقة:
مجموعات المولدات: يؤدي تعطيل القاطع إلى عزل المولد عن الشبكة، مما يوقف الدوران القسري السلبي للمحرك الرئيسي. يؤدي هذا إلى إيقاف التآكل الميكانيكي المتتالي مع تجنب ارتفاع درجة حرارة الملف وسحب التيار الزائد وانهيار الجهد الإجمالي الناجم عن الطاقة العكسية المستمرة.
محولات الطاقة الشمسية ومحولات تخزين البطاريات: تتكامل الحماية من الطاقة العكسية مباشرةً مع بروتوكولات الأمان المضادة للجزيرة. يتم تسجيل تدفق الطاقة الخلفي الثاني، ويتم فتح مفتاح فصل شبكة التيار المتردد، ويتم قفل إشارات محرك PWM للعاكس بالكامل. يعمل هذا على سحب مكثفات ناقل التيار المستمر وأشباه الموصلات بالطاقة من الجهد الزائد الخطير وظروف الانهيار الحراري.
أنظمة تبديل النقل التلقائي (ATSE): عندما تؤدي مواطن الخلل في توقيت مفتاح تشغيل المرافق والمولدات إلى إنشاء تيارات متقاطعة مؤقتة، فإن مرحلات الطاقة العكسية تمنع تسلسلات التبديل غير الآمنة. تمنع الأجهزة حدوث دوائر قصيرة بين مصادر الطاقة المنفصلة وتحييد الأخطاء فور ظهورها.
على-تنفيذ نظام الموقع والقيمة التشغيلية-على المدى الطويل
تعمل محطات مراقبة جودة الطاقة والحماية على دمج حماية الطاقة العكسية كميزة توصيل -وتشغيل- معيارية للتثبيت الميداني المباشر. تعرض شاشة العرض الملونة الكاملة-بيانات تدفق الطاقة رباعية-حية، مما يسمح للمشغلين بالتمييز على الفور بين حالات الطاقة الأمامية العادية وحالات الطاقة العكسية الخطرة في لمحة واحدة.
يمكن تكوين جميع معلمات الحماية عبر البرامج، مع ضبط مرن ليناسب مجموعات مولدات الديزل الصغيرة المقدرة بعشرات الكيلووات وصولاً إلى مزارع الطاقة الشمسية المتعددة-الميجاوات. يقوم الجهاز بتسجيل البيانات الكاملة لكل حدث خلل في الطاقة العكسية، بما في ذلك الأشكال الموجية الملتقطة وحجم الخطأ والمدة الإجمالية للتدفق العكسي. يعمل هذا السجل الكامل على تبسيط تحليل سبب ما بعد-جذر الخطأ- لتحديد المشكلات التي تتراوح بين أعطال نظام الوقود وأخطاء التحكم في ربط الشبكة إلى إعدادات الحماية التي تم تكوينها بشكل خاطئ.
يؤدي انتظار تدفق الطاقة العكسي غير المنظم لتدمير العاكسات المكلفة ومحركات المولدات وأجهزة التحكم إلى فترات توقف باهظة الثمن واستبدال المكونات. يوفر تثبيت حماية مخصصة للطاقة العكسية داخل خزانة التحكم بالنظام الخاص بك أمانًا موثوقًا به وعلى مدار الساعة--. من خلال اكتشاف تدفق الطاقة العكسي وفصل الدوائر خلال أجزاء من الثانية، تعمل طبقة الأمان هذه على إطالة عمر خدمة المولد والعاكس، وتقليل تكاليف الصيانة غير المخطط لها، وحماية ربحية خط -الأسفل لمشروع الطاقة الخاص بك على المدى الطويل.
