حفاظت شبکههای قدرت موضوعی با جذابی تهای فراوان میباشد. یک طرح حفاظتی در شبکه قدرت ب همنظور بررسی و ملاحظه مستمر وضعیت شبکه طراحی میشود به گونهای که از تامین توان الکتریکی با حداقل آسیب جانی، تخریب تجهیزات و کاهش کیفیت اطمینان حاصل گردد. در طراحی حفاظت، باید مشخصه خطای کلیه تجهیزات شبکه قدرت شناخته شود. همچنین
مشخصه قطع رلههای گوناگون نیز باید معین گردد. وظیفه یک مهندس حفاظت ارایه طرحهایی است که بیشترین تطابق را بین مشخصه خطاها و رلهها دارا باشد. این طرحها باید هرگونه وضعیت نامطلوب را تشخیص داده و قسمت آسی بدیده را از شبکه جدا نماید. با توجه به این که با به کارگیری هر رله حفاظتی احتمال بروز اغتشاش در عملکرد خود رله نیز افزایش خواهد یافت، مهندس حفاظت باید بین مزایا و معایب استفاده از طرحهای حفاظتی تعادل ایجاد کند.
متن این کتاب در برگیرنده طیف کامل رلهها، از نوع الکترومکانیکی تا رلههای پیشرفته عددی میباشد که برای حفاظت خطوط انتقال، توربوژنراتورها، ترانسفورمرها، با سبارها و موتورها به کار میرود. کتاب بر روی مفاهیم اصلی و طرحهای مختلف حفاظتی متمرکز است و به زبان ساده، روشن و قابل فهم نوشته شده است. متن شامل شکلها، بلوک دیاگرامها و جداولی است که مفاهیم مورد بحث را مناس بتر تشریح میکند.
در این کتاب، اصول حفاظت شبکههای قدرت با بیان ساده و به همراه شکلها، جداول و نمودارهای مناسب تشریح گردیده است. تدریس نه فصل اول کتاب برای درس رله و حفاظت دانشجویان مقطع کارشناسی برق پیشنهاد میگردد و در دو فصل انتهایی نیز مطالب تکمیلیتر در رابطه با حفاظت مدرن در شبکههای قدرت ارایه شده است. با توجه به شیوه بیان مطالب، مطالعه کتاب برای مهندسین و دانشآموختگان برق شاغل در صنعت نیز سودمند میباشد.
1-1 نیاز جوامع مدرن به انرژی الکتریکی
امروزه جوامع مدرن نیاز مبرم به انرژی الکتریکی مستمر و قابل اطمینان و با کیفیت مناسب دارند. شبکههای کامپیوتری و مخابراتی، خطوط راهآهن، شبکههای بانکی و پستی، صنایع با فرآیندهای پیوسته و شبکههای حفاظتی بیمارستانی تنها تعداد محدودی از کاربردهایی هستند که به این انرژی با قابلیت اطمینان زیاد و مستمر نیازمند میباشند. بنابراین اهمیت مدیریت و بهره وری از شبکههای تامین انرژی الکتریکی که بدون وقفه عمل نمایند، بیش از پیش نمایان میگردد. از طرفی یک شبکه قدرت را هرگز نمیتوان به نحوی طراحی نمود که هیچگاه دچار مشکل نگردد و بروز مشکل در کنار کارکرد شبکه اجتناب ناپذیر خواهد بود. مهندسین حفاظت به این مشکلات، خطا میگویند. در مبحث حفاظت، در تفسیر کلمه خطا آنچه که بیشتر اهمیت دارد، چگونگی جلوگیری از بروز آن و چگونگی کاهش لطمات مربوط به آن میباشد. این اثرات منفی با جدا کردن سریع ناحیه آسیب دیده از قسم تهای سالم کاهش مییابد.
1-2 خطاها و شرایط کاری غیرعادی
1-2-1 خطاهای موازی (اتصال کوتاهها)
یک اتصال کوتاه وقتی روی میدهد که مسیری برای عبور جریان بار به دلیل شکست عایقی از طریق عایق ایجاد گردد. قدرت عایق بندی مربوط به تجهیزات نیز بنا به دلایل مختلف کاهش مییابد که به برخی از آنها در بخش 1-2-2 اشاره شده است. شکل 1-1 اتصال کوتاه فاز به زمین را در یک خط انتقال نشان میدهد که به دلیل ایجاد قوس از طریق زنجیر مقره ایجاد شده است.
![]()
شکل 1-1 خطای ت کفاز به زمین مربوط به قوس روی زنجیر مقره
چنین خطاهایی که مربوط به شکست عایقی میباشند، در بسیاری از مواقع گذرا هستند. یعنی اگر خط، بی برق شود؛ پس از مدت کوتاهی مسیر عبور قوس دیونیزه میگردد. به نحوی که اگر بعد از این زمان مجدداً شبکه بر قدار گردد، دیگر خطایی وجود نخواهد داشت. این فرآیند را که اتصال شبکه به برق پس از قطع قبلی میباشد، باز و بست مینامند. در شبکههای فشار ضعیف تا سه عمل باز و بست مجاز میباشد و بعد از آن اگر خطا همچنان برقرار باشد، مدار قطعکننده قفل شده و دیگر شبکه بر قدار نمیگردد. تکرار مراحل باز و بست با رعایت زمان مناسب، به سوختن و ناپدید شدن اجسامی که مسیر را اتصال کوتاه کردهاند، کمک میکند. عمل باز و بست میتواند بهطور خودکار صورت پذیرد. درشبکه های 1 EHV ، که صدمات ناشی از اتصال کوتاه شدید میباشد و همچنین خطر ناپایداری شبکه نیز وجود دارد، عمل باز و بست تنها یک بار مجاز میباشد.