طريقة المزامنة بالجداول: المزامنة اليدوية والتشغيل المتزامن، تحويل الحمل وتوزيعه، وعمليات فك التسلسل يدويًّا

أولاً: ربط المولدات المتزامنة بالشبكة

 

1 - التحقق من حالة الشبكة قبل التوصيل (بافتراض أن المولد رقم 1 يعمل على الشبكة في هذا الوقت، والمولدان رقم 2 و3 في وضع الاستعداد)

(1) يعمل محطة توليد الكهرباء في الوضع العادي، أي أن مفتاح اختيار الوضع مضبوط على الوضع “MANU”، كما هو موضح في الشكل 2-1.

الشكل 2-1 اختيار وضع التشغيل

(2) تأكد من أن الجهد والتردد للمولد رقم 1 طبيعيان، كما هو موضح في الشكل 2-2. في حالة وجود انحراف في التردد أو الجهد، قم بإجراء التعديلات اللازمة.

الشكل 2-2 أجهزة القياس الكهربائية

(3) راقب طاقة المولد الذي يعمل على الشبكة، إذا كانت أكبر من 80% من طاقته المستقلة، يجب تشغيل الوحدة الاحتياطية.

2.تشغيل الوحدة الاحتياطية

(1) بناءً على حالة استخدام المولدين رقم 2 و3 وحالتهما الميكانيكية والكهربائية، يتم اختيار أحدهما ليكون وحدة احتياطية (لنفترض أن الاختيار وقع على المولد رقم 2).

(2) التحقق من توفر شروط تشغيل المولد رقم 2: ماء التبريد، وزيت التشحيم، والوقود، ومصدر غاز التشغيل. التأكد من أن مفتاح الاختيار “LOCAL/REMOTE” الموجود على لوحة التحكم بجانب المولد في وضع “REMOTE”. التأكد من أن مصباح “READY FOR START” الخاص بهذه الوحدة على لوحة التوزيع الرئيسية لا يزال مضيئًا.

(3) عند الحاجة إلى إجراء عملية الربط اليدوي، اضغط على زر “ENGINE START” الخاص بالمولد رقم 2، كما هو موضح في الشكل 2-3، لتشغيل الوحدة الاحتياطية، وانتظر حتى تصل سرعة دوران الوحدة إلى ما يقارب السرعة الاسمية، وتستمر في العمل بثبات لبضع دقائق. راقب ما إذا كان الجهد والتردد للمولد المراد ربطه طبيعيين. لا يلزم عادةً تعديل الجهد، وذلك بفضل عمل منظم الجهد التلقائي (AVR). يمكن ضبط سرعة دوران المولد المراد ربطه يدويًّا، بحيث يكون تردده مطابقًا لتردد الشبكة أو أعلى منه قليلاً.

3.并 车 ( 使 用 同 步 表 )

(1) قم بتشغيل جهاز قياس التزامن واختيار المولد المراد ربطه بالشبكة، كما هو موضح في الشكل 2-4، واستخدم جهاز قياس التزامن لقياس مقدار الفرق في التردد بين الشبكة والمولد المراد ربطه، واتجاه هذا الفرق، وفرق الطور. يعتمد اتجاه دوران عقرب جهاز قياس التزامن على اتجاه الفرق في التردد؛ حيث يشير الدوران في اتجاه عقارب الساعة إلى أن تردد المولد المراد ربطه أعلى من تردد الشبكة. وتشير سرعة دوران عقرب جهاز التزامن إلى مقدار الفرق في التردد، حيث تتناسب دورة الدوران عكسياً مع الفرق في التردد؛ فعلى سبيل المثال، عندما يُطلب أن يكون الفرق في التردد 0.25 هرتز، يجب أن تكون دورة الدوران 4 ثوانٍ. أما فرق الطور فهو متغير باستمرار، ويشير موضع عقرب جهاز التزامن إلى فرق الطور اللحظي؛ فعلى سبيل المثال، يشير الموضع عند الساعة 11 إلى فرق طور يبلغ 30°، بينما يشير الموضع عند الساعة 6 إلى عكس الطور (فرق طور يبلغ 180°).

(2) تتطلب عملية التوصيل الفعلي أن يكون تردد المولد المراد توصيله أعلى قليلاً بمقدار 0.2~0.33 هرتز، ولذلك يجب ضبط عقرب مقياس التزامن بحيث يدور دورة كاملة في اتجاه عقارب الساعة خلال 3~5 ثوانٍ. أما في حالة التوصيل مع دوران عقرب مقياس التزامن عكس اتجاه عقارب الساعة (أي عندما يكون تردد المولد المراد توصيله أقل من تردد الشبكة)، فإن المولد المراد توصيله

 

 

التقييم العملي لفنيي الإلكترونيات والكهرباء (الجزء الأول)

تشغيل وصيانة محطات توليد الطاقة على متن السفن، وإدارة وتكنولوجيا الأنظمة الإلكترونية والكهربائية على متن السفن

سيؤدي ظهور الطاقة العكسية بعد الاندماج في الشبكة إلى فشل عملية التزامن. وإذا كان الفرق في التردد كبيرًا جدًّا (دورة دوران المؤشر أقل من 2 ثانية، والفرق في التردد أكبر من 0.5 هرتز)، فإن الطاقة الحركية المتبقية في الوحدة ذات السرعة العالية بعد إغلاق المفتاح تكون كبيرة جدًّا، وعزم التزامن الناتج عن الوحدتين لا يكفي لسحبها إلى حالة التزامن، مما يؤدي إلى فقدان التزامن وحدوث صدمة كبيرة، وبالتالي انقطاع التيار الكهربائي.

(3) تتطلب عملية التوصيل الفعلي أن يكون فرق الطور في حدود 15 درجة، وأن تكون نقطة التوافق عند الساعة 12. ونظرًا لوجود تأخير زمني معين بين الضغط على زر الإغلاق وإغلاق المفتاح الرئيسي فعليًّا، فيجب إغلاق المفتاح قبل ذلك بقليل، ولذلك يُحدد وقت الإغلاق عادةً عند الساعة 11. تتطلب عملية ربط المولدات متطلبات صارمة فيما يتعلق بفارق الطور، حيث يؤدي فارق الطور الكبير إلى تيار صدمي مفرط، مما لا يؤدي فقط إلى فشل إغلاق المولد المراد ربطه، بل قد يتسبب أيضًا في انقطاع التيار عن المولدات المزودة للطاقة، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي عن السفينة بأكملها. يُمنع منعًا باتًا إغلاق المفتاح عند فارق طور يبلغ 180 درجة تقريبًا.

(4) بعد نجاح عملية الإغلاق، كما هو موضح في الشكل 2-5، يجب فصل جهاز قياس التزامن في أسرع وقت ممكن. وذلك لأن جهاز قياس التزامن مصمم للعمل لفترات قصيرة، ولا يجوز أن تتجاوز مدة تشغيله 15 دقيقة.

(5) يجب نقل الحمولة في الوقت المناسب بعد نجاح عملية الدمج.

ثانيا - نقل الأحمال وتوزيع الوحدات المتوازية

(1) عند الانتهاء من ربط المولدات للتو، قم بضبط التردد والحمل، كما هو موضح في الشكل 2-6. يمكن ملاحظة من مقياس الطاقة أن عقرب مقياس الطاقة للمولد الذي تم توصيله للتو يقترب من الصفر، وهو لم يحمل أي حمل بعد؛ ومن خلال ضبط مقبض التحكم في سرعة الدوران للمولدين، يتم تسريع المولد الذي تم ربطه للتو، وتخفيض سرعة المولد الموجود أصلاً في الشبكة، بحيث يتحمل المولدان الحمل بالتساوي مع الحفاظ على تردد قضيب التجميع عند القيمة المقدرة.

ثالثاً: المعلومات ذات الصلة

 

1. ما هي الشروط التي يجب استيفاؤها للقيام بعملية الاندماج في المسار؟

(1) عندما يتساوى القيمة الفعالة للجهد U₂ للمولد المراد ضمه مع القيمة الفعالة للجهد U₁ للمولد العامل، أي U₂ = U₁.

(2) عندما يصبح تردد المولد المراد ضمه f₂ مساوياً لتردد المولد العامل f، أي f₂ = f₁.

(3) عندما يتطابق طور الجهد للمولد المتزامن δ₂ مع طور الجهد للمولد قيد التشغيل δ₁، أي δ₂=81.

(4) عندما يكون ترتيب أطوار جهد المولد المتزامن مطابقًا لترتيب أطوار جهد المولد قيد التشغيل (يكون ترتيب أطوار جهد المولد الفعلي قد تم تحديده بالفعل أثناء التركيب والتشغيل التجريبي، ولا داعي للتحقق من ذلك في هذه المرحلة).

إذا كان الفرق بين القيم كبيرًا، فسوف ينشأ تيار صدمي كبير. وإذا كان التيار الصدمي كبيرًا جدًّا، فقد يؤدي ذلك إلى فشل عملية ربط الشبكة، وقد يتسبب في حالات خطيرة في انقطاع التيار الكهربائي عن السفينة بأكملها، بل وقد يؤدي إلى تلف المولدات الكهربائية.

2. ما المقصود بالتزامن بالجر؟

عند ربط المولدات بالشبكة، فإن عدم استيفاء أي شرط من شروط الربط في لحظة إغلاق المفتاح سيؤدي إلى حدوث تيار صدمي بين مجموعات المولدات.

(1) تؤدي المكونات غير النشطة للتيار الصدمي دورًا في تساوي الجهد.

(2) تؤدي المكونة الفعالة للتيار الصدمي دور التزامن. وعزم الدوران المقابل لطاقة التزامن، بالنسبة للمولد المتقدم، هو عزم مقاومة يؤدي إلى انخفاض سرعة الدوران؛ أما بالنسبة للمولد المتأخر، فهو عزم دفع يؤدي إلى ارتفاع سرعة الدوران، مما يؤدي في النهاية إلى دخول المولدين في مرحلة التزامن والتشغيل المتزامن. وتسمى هذه العملية بعملية الدخول إلى التزامن.

3.كيف يمكن القيادة جنبًا إلى جنب باستخدام أسلوب الإضاءة؟

(1) طريقة تباين الإضاءة

يُوضح الشكل 2-7 مبدأ طريقة تباين سطوع المصباح. لنفترض أن سعة جهد المولد متماثلة في هذه الحالة (وهو أمر يسهل تحقيقه عمليًّا)، فعندما يتطابق طور جهد المولد المراد ربطه مع طور جهد الشبكة، يكون الفرق في الجهد نظريًّا صفرًا، فينطفئ المصباح؛ وعندما يكون الطورين متعاكسين، يصل فرق الجهد إلى أقصى قيمته، ويكون المصباح في أقصى سطوعه. وعندما يتغير فرق الطور من 0 إلى 180 درجة، يتغير سطوع المصباح بين «مظلم» و«أقصى سطوع» و«وميض خافت». وتشير سرعة الوميض إلى حجم فرق التردد، بينما يشير انطفاء المصباح إلى تزامن الزاوية الطورية (أي تطابق الطور)، وعندها يمكن تشغيل المفتاح.

عيوب طريقة التباين بين الضوء والظلام: لا تعبر سرعة وميض الضوء والظلام إلا عن حجم الفرق في التردد، ولا تشير إلى ما إذا كان هذا الفرق موجبًا أم سالبًا. علاوة على ذلك، في الواقع، تنطفئ المصباح قبل أن يصل فرق الجهد إلى الصفر. ولذلك، يتعين إجراء تقدير مسبق لوقت إغلاق الدائرة.

(2) طريقة دوران الأضواء

يُوضح الشكل 2-8 مبدأ طريقة الدوران الضوئي، حيث تنطفئ المصابيح الثلاثة بالتناوب، مما يخلق انطباعًا بصريًّا بالدوران. وبذلك، يستطيع المشغل تحديد مستوى التردد على الجانب المرتبط بالشبكة مقارنةً بالجانب المراد ربطه، وبناءً على ذلك يقرر ما إذا كان يجب خفض سرعة المولد أم زيادتها. وإطفاء المصباح الإرشادي الأوسط يشير إلى توافق الطور (أي تزامن الزاوية الطورية)، مما يعني أنه يمكن تشغيل المولد.