شرح المحاضرة الاولى لكورس الطاقة الشمسية

سنشرح المحاضرة الاولى فى الطاقة الشمسية :

 لابد فى البداية نعرف معلومه هامه جدا وقد درسناها من قبل .

عند سقوط الضوء على سطح الفلزات ينبعث منها الكترونات .

لابد معرفة ما هو الضوء فى الاساس :

الضوء :

 عبارة عن امواج كهرومغناطيسية و الفوتون هو جسم اولى له مقدار من الطاقة , لذا فالضوء عبارة عن جسيمات تسمى 

فوتونات , هذه الفوتونات التى تمد الالكترونات بالطاقة او القدره ومن خلالها يتحرر الالكتروون من مكانه .

وضع العالم بلانك مفهوم يسمى :

مفهوم بلان للاشعاع :

ان الطاقة الكهرومغناطيسية تشع او تمتص على شكل مضاعفات لكمية اساسية غير قابله للتجزئة تتناسب مع تردد مصدرالاشعاع
 

• فشحنه اى جسم هى مضاعفات شحنه الالكترون .

فتعرفنا على الضوء و علمنا انه طاقة من خلال فوتوناته و مفهوم بلانك للاشعاع الضوئى .

1. لذا لابد من معرفة كلا من :

سرعه الضوء :

هو الطول الموجى * التردد                 C = Landa * F

الطاقة :

هو حاصل ضرب ثابت بلانك * التردد 

او 

حاصل ضرب ثابت بلانك * سرعه الضوء /  الطول الموجى                           E = h*F = hC /Landa

ثابت بلانك = 6.6 * 10 ^ -34

الطيف الكهرومغناطيسي : 

هو المدى الكلى للاشعاعات الكهرومغناطيسية بجميع ترددها .

• نطاق الضوء المرئى من الطيف المغناطيسى بين الضوء الاحمر و الضوء البنفسجى و طوله الموجى بين 700 نانومتر
  
  الى 400 نانومتر .

قانون بلانك فى اشعاع الجسم الاسود :

 الجسم الاسود يمتص الطاقة الاشعاعية كامله كما يمكن ان يطلقها او يشعها كامله ( اى بجميع اطوال الموجات الكهرومغناطيسية 

الحرارية ) ولايمكن ان يمتص او يطلق الطاقة الا فى هيئة اجزاء صغيرة جدا من الطاقة ولايمكن تقسيمها وتسمى الكمات .

 

محاضرة لشرح Auto Transfer Switch مايعرف بال ATS وظيفته و كيفيه عمله و شرح نظام ال Manual ونظام ال Automatic ومكونات دائرة التحكم وكيفيه عمل المولد و التيار العمومى .

سنشرح اليوم ال ATS اى Auto Transfer Switch و التى تعنى مفتاح التحويل الاوتوماتيكى :

وظيفة ال ATS : 

يقوم بتحويل اوتوماتيكى بين التغذية الكهربية العموميه الى التغذية عبر المولدات الكهربية كا (الديزل -  البنزين)

و هى تستخدم فى المولدات ذت الخرج ثلاثى الطور Three Phase  و يمكن الاستخدام مع احادى الطور Single Phase وبعد 

عمل تعديلات بسيطة فى اللوحه الكهربية والتى تستخدم فى المبانى السكينة و المحلات التجارية .

كيفية العمل :

هو عبارة عن مفتاح Selector يتم اختيار نظام من نظامين به اما يدوى Maual و نظام اوتوماتيك Automatic .

شرح نظام ال Manual :

وهو عبارة عن 4 Push Button اثنان منهم مقسمين الى واحد لتشغيل المحول الكهربى و لاخر لتشغيل التيار العمومى و 

الاثنان الاخرين مقسمان الى واحد لايقاف المحول الكهربى و الاخر لايقاف التيار العمومى و يمكن بدل من ال 4 Push Button 

يستخدم Selector  ذو ثلاث درجات يتم تقسيمهم الى واحد لتشغيل المحول و الاخر لتشغيل التيار العمومى و الثالث لايقاف 

المحول و التيار العمومى معا .

شرح نظام ال Automatic :

وهنا تتم عمليه التحويل اوتوماتيكيا ففى الحاله الطبيعية يتم تغذية الاحمال من التيار العمومى ففى حاله انقطاع التيار العمومى او 

عدم انتظامه يتم الفصل و التوصيل للمولد الكهربى ليقوم بعمليه التغذية للاحمال , لابد ان تلاحظ نقطتين :

يتم توصيل المولد الكهربي للاحمال فى حاله فصل التيار العمومى او عدم انتظامه مره اخرى عدم انتظامه .

يتم توصيل المولد الكهربى و فصله بعد وقت معين فى حاله فصل التيار العمومى .

مكونات دائرة التحكم ATS :

 

• عدد 2 كونتاكتور من نفس النوع و التيار لمصدرى التغذية و حماية ميكانيكية يمكن تركيبها عليهم
  
• عدد قاطع MCCB لحماية الحمل
• عدد ثلاثة timers من النوع on delay و تكون مجهزة لامكانية العمل طوال الوقت
• عدد 1 جهاز over and under voltage relay و اخر phase sequence and failure relay
• عدد 1 شاحن بطارية اوتوماتيكى لشحن البطارية و يجب ان يكون تيار شحنه مناسب للبطارية و يكون به حماية من زيادة
  التيار
• عدد 2 ريلاى
• اربع لمبات اشارة اثنان لونهم اخضر و اثنان لونهم احمر
• مفتاح selector بثلاث اوضاع للتبديل بين وضعى manual و  automatic 
• مفتاحان من النوع NC push buttons و مفتاحان من النوع NO push buttons

بالاضافة الى بعض المكونات الاخرى .

 

كما نرى فى الشكل :

يتواجد Km وهو كونتاكتور للتيار العمومى .

يتواجد Kg وهو كونتاكتور للمولد الكهربى .

يتواجد ايضا O - U Voltage Relay : 

ويتم وضعه بالتوازى مع المولد الكهربى ليتاكد من قيمه فرق الجهد الخارجه من المولد .
 

يتواجد ايضا Ph - S Relay : 

 وهو يقوم بوظيفته بحيث يقوم بالتاكد من التيار الكهربى العمومى و انتظامه ففى حاله انقطاعه 

او حاله عدم انتظامه يرسل اشاره لتتم عمليه التحويل الى تيار المولد الكهربى .

يتواجد ايضا ال MCCB :

وهو ما يسمى ب molded case circuit breaker  فهو يتم توصيله قبل الحمل لحمايته من ارتفاع التيار الكهربى او حدوث 

Short Circuit فى كلا الحالتين .

ندرس الان كيفيه عمل المولد الكهربى :

فالجزء هذا مهم جدا ارجو التركيز فيه :

بعد عمل المولد اكيد مش اول ما هيشتغل هيخرج جهد منتظم لكن بعد كام ثانية و يتم انتظام الجهد الخار من المولد  , فيقوم جهاز 

O-U Voltage اى over and under voltage relay بغلق نقطته المفتوحة الموصلة مع ملف relay اسمه K2 فيعمل 

الريلى و يقوم بغلق نقطته المفتوحة K2 المتصلة بالمفتاح selector S1 الذى يكون على وضع 1 ( اى اوتوماتيك ) لذلك 

سيعمل ملف التيامر T3 و بعد مرور الزمن المضبوط عليه هذا التايمر ( حوالى 10 ثوانى و تعتمد على قدرة المولد و نوعه و 

ايضا على قدرة الحمل ) سيقوم بغلق نقطته المفتوحة T3 و سيقوم بتشغيل ملف الكونتاكتور Kg و يتم ادخال المولد و تغذية 

الحمل به.

اما فى حاله التيار العمومى :

عند رجوع التيار العمومى و انتظامه .. سيقوم جهاز phase sequence and failure relay بغلق نقطته المفتوحة و تشغيل 

ملف الريلاى K1 يقوم هذا الريلاى بالتالى

يفتح نقطته المغلقة المتصلة بأطراف تشغيل المولد .. فيقوم بفصله .

يغلق نقطته المتصلة مع مفتاح selector S1 ( الذى يكون على وضع 1 ) فيشغل التيماران T1 و T2

التايمر T1 يكون مضبوط على زمن اقل من T2

يقوم التيامر T1 بعد انقضاء الزمن المضبوط عليه بفصل كونتاكتور Kg اى بفصل تغذية المولد

و يقوم التيامر T2 بعد انقضاء الزمن المضبوط عليه بتشغيل ملف الكونتاكتور Km و بالتالى ادخال تغذية التيار العمومية

للمزيد من المعرفة و المتابعة من خلال صفحتنا على الفيس بوك :

                                          [ World Of Engineering ] 

المحاضرة الثالثه و الاخيره لشرح المحرك الحثى Induction Motor و اخر طريقتين للتحكم فيه و حمايته

فى المحاضره السابقة قمنا بشرح طريقتين للتحكم بالمحرك الحثى وهى طريقة 

                       التوصيل المباشر و طريقة ستار دلتا :

كما ذكرنا سنشرح فى هذه المحاضرة الطريقتين الاخيرتين للتحكم فيه وحمايته :

الطريقة الثالثه وهى :

طريقة البدء باستخدام محول Auto Transformer :

الفكره الاساسية لهذه الطريقة هى وضع محول يعمل على تقليل الجهد للخط الواصل الى ملفات المحرك وبالتالى تخفيض التيار 

البادىء و حماية المحرك وهذا من خلال ال Auto Transformer .

ثم بعد ان يعمل المحرك بسرعته الكامله بعد حوالى 10 ثوانى يتم الغاء المحول و يتم تحميل المحرك بالجهد الكلى .

 

هنا كما موضح فى الشكل يتم توصيل المحرك بمصدر الجهد من خلال الكونتاكتور الاول Q1 و يتم عمل ال كونتاكتور Q2 معه 

فيصل للمحرك جزء من الجهد من خلال تخفضيه عبر المحول فيعمل بجهد اقل من جهد المصدر و بتيار اقل .

وبعد مرور حوالى 10 ثوانى يتم فصل المحول من خلاص فصل الكونتاكتور Q2 وتشغيل الكونتاكتور Q3 وحين ذلك يتم توصيل 

الجهد الكلى للمحرك ويعمل بالعزم الكلى له .

مميزات هذه الطريقة :

- عزم بدء عالى high starting torque يصل الى حوالى 70 % 

- يمكن التحكم فى جهد البدء عن طريق التحكم فى ال turns ratio الخاص بالمحول 

عيوب هذه الطريقة :

- اغلى من طريقة ستار دلتا حيث التكلفة 

الاستخدامات : عاده يستخدم فى التطبيقات التى تحتاج الى عزم بدء دوران عالى

(4) بدء الدوران بأستخدام اجهزة البدء الناعم soft starting devices

-من احدث الطرق و اكثرها كفاءة و هى تعتمد على power electronics devices

                                         ( thyristors )

- تعتمد فكرة الطريقة على الزيادة التدريجية للجهد الداخل للمحرك حتى نتجنب التغيرات المفاجئة فى الجهد (  كما فى الطرق 

السابقة ستار دلتا و استخدام auto transformer ) 

 - كما انه يفيد فى عمل فرملة تدريجية ايضا للمحرك و ذلك عن طريق تنقيص فرق الجهد تدريجيا حتى يصل للصفر فنحصل بذلك 

على توقف ناعم .

الدائرة المستخدمة

 

 كما موضح بالشكل , يتم التحكم فى الجهد الواصل للمحرك عن طريق فترات تشغيل ال Thyristor ويتم ذلك من خلال التحكم

 فى ال Firing angles لتناسب السرعه المطلوبه .

مميزات  soft starting

- compact

- solid state حيث انه يتكون من power electronic devices

 - يسهل ادخال جميع ال parameters المطلوبة 

- يحمى الموتور من التغيرات المفاجئة للتيار ( كما فى طرق بدء الدوران الاخرى ) 

- نادرا ما يحتاج صيانه حيث انه قليل الاعطال ( لا يحتوى على اجزاء دورانية او مفاتيح ميكانيكية ) 

عيوبsoft starting

- غالى الثمن مقارنتا بباقى الانواع 

- يصعب تصميمه و عاده يتم شرائه كوحدة كاملة 

استخداماته :

- اكثر استخدام فى السير الكهربى conveyer و المستخدم بكثرة فى خطوط الانتاج و التعبئة  حيث ان هذا التطبيق يتطلب 

الايقاف و التشغيل الهادئ للحفاظ على المنتجات من التلف .

- يستخدم فى بعض انواع الاوناش التى تتطلب حركة هادئة اثناء رفع و خفض الاحمال

- يستخدم فى بعض انواع المضخات و الضواغط

ولدراسه الSoft Starting شرح كاملا مفصلا فى هذه المحاضرة .

                  [محاضرة لشرح Soft Starting]

المحاضرة الثانية لشرح المحرك الحثى Induction Motor و يتم شرح طريقتين لحمايته التوصيل المباشر و ستار دلتا .

سنشرح المحاضرة هذه طرق الحماية للمحرك الحثى و بداية تشغيله :

تحدثنا المحاضرة السابقة عن :

1- تعريف المحرك الحثى .

2- تكوين المحرك الحثى .

3- مبدا عمل المحرك الحثى .

4- كيفيه تكوين المجال المغناطيسى الدوار .

5- تعريف الانزلاق (Slip)

سنتحدث هذه المحاضرة عن طرق الحماية للمحرك الحثى :

• النوع الاول لبداية المحرك الحثى (التحميل المباشر) :

وهى توصيل المصدر مباشرة بالمحرك وهذه الطريقة مخصصة للمحركات الاقل من 5 حصان اى محركات منخفضة القدرة .

 فهنا يتم توصيل ال 3 Phase للمحرك الحثى بالملفات الرئيسية بال Thermal Over Load كما قمنا بشرحه فى المحاضرة 

الخاصة به ثم الى النقاط الرئيسية للكونتاكتور ثم الى القاطع الكهربى ثلاثى الطور 3Phase Circuit Breaker وهذا لمحاية 

المحرك الكهربى من زياده التيار الكهربى اى من ال Short Circuit  .


ولمشاهده دائرة التحكم مرفق فى اللينك هذا  :

[ لينك دائرة القوى و التحكم لطريقة التوصيل المباشر]


وهى المحاضرة السادسة لكورس كلاسك كنترول (Classic Control )

• الطريقة الثانية هى عمليه التوصيل بستار دلتا (Star - Delta) :

فهذه الطريقة نجد انها اكثر الطرق استخداما فى المجالات الصناعية .



نتعرف الاول على توصيله ستار (Star) : 



يتم توصيل نهايات الملفات معا لتكون فى النهاية كملف واحد ويتم توصيل طرف كل ملف بطرف مصدر .

Line Voltage = Root (3) * Phase voltage 

Line Current = Phase Current 

نتعرف ثانيا عن توصيله الدلتا (Delta) :



يتم توصيل بداية كل ملف بنهاية الملف السابق ثم يتم توصيل الثلاثة اطراف للمصدر باطراف الملفات .

Line Current = Root (3) * Phase Current

Line Voltage = Phase Voltage 

ففى توصيله استار دلتا :

يتم توصيله ستار فى بداية التشغيل ولمده حوالى 10 ثوانى حتى ياخذ المحرك سرعته وبعد ذلك يتم تحويله الى دلتا

                                                     كما موضح فى الشكل المقبل :

تتميز هذه الطريقة :

1. سهوله تصميمها  .

1. موفره اقتصاديا .

عيوبها :

1. القدره الخارجه من المحرك فى بداية الدوران تساوى ثلث قدره المحرك الكليه لذا لا تستخدم الا فى تطبيقات معينه مثل :   

                                             ( centrifugal pumps , fans)

1. لابد من تواجد حماية كهربية و ميكانيكة بين الكونتاكتور Km1 و الكونتاكتور Km3 حتى لايحدث Short Circuit
   
   

لمشاهده دائرة التحكم مرفق فى هذا اللينك :

[ لينك دائرة القوى و التحكم لستار دلتا ]

                   ستيم شرح طريقتين اخرتين للتحكم فى المحرك الحثى فى المحاضرة القادمه

 

 

المحاضرة السابعه لشرح كورس Classic Control ونشرح بها طريقة الثانية لحماية المحرك الحثى وهى تشغيل المحرك ستار دلتا

سنشرح اليوم المحاضرة الثانية لحماية المحرك الحثى :

وهى الطريقة الثانية ستار دلتا (Star _Delta) :

كما ذكرنا فى المحضرة الثانية لشر المحرك الحثى و طرق بدء تشغيله وتعرفنا على مميزات هذه الطريقة و عيوبها .

ننتقل الى دائره القوى :

شرح دائرة القوى :

• يتم تشغيل المحرك ستار فيجب ان يعمل الكونتاكتور km2 و الكونتاكتور km 1 فبذلك تم توصيله ستار حيث تكون
  
  نهايات ملفات الموتور مجمعة فى نقطة واحدة .

• لتشغيل المحرك دلتا يجب ان يعمل الكونتاكتور km2 و الكونتاكتور  km 3 فبذلك تم توصيلة دلتا حيث يكون نهاية كل
  
  ملف متصل ببداية الملف التالى.

 نلاحظ ان الكونتاكتور km2 يعمل طوال فترة عمل المحرك , ان كان التوصيل دلتا او ستاراذا يجب ان يعمل الكونتاكتور km2 و 

km 1 فى البداية و لمدة حوالى 10 ثوانى ( فترة تقديرية تزيد بزيادة قدرة المحرك ) ثم يتم اطفاء الكونتاكتور km 1 و تشغيل 

الكونتاكتور  km 3

و ذلك ما يجب ان تقوم به دائرة التحكم كما سنرى

للعلم :

•  يتم ضبط Thermal Over Load = يكون 1.1* تيار المحرك الكلى / root 3 

 دائرة التحكم :

 

 

 شرح دائرة التحكم :

عند التشغيل خلال الضغط على زر التشغيل (ON) يتم مرور التيار الكهربى الى الكونتاكتور الرئيسى وهو (K1) ويمر التيار 

ايضا الى الكونتاكتور (K Star) لان النقطة المغلقه من كونتاكتور(K Delta) فبما انها مغلقه فيمر التيار بها و نرى التايمر يتم 

توصيله بالتوازى مع ال (K Star) ويتم ضبطة بوقت معين حيت يتم عمل الكونتاكتور استار فى حدود هذا الوقت كما ذكرنا 

حوالى 10 ثوانى .

فبعد مرور ال 10 ثوانى يتم تغير النقاط الخاصة بالتايمر فيتم فتح النقط المغلقه و يتم غلق النقط المفتوحه فهنا فى الدائرة 

الموضحه امامكم , يتم غلق النقطة المفتوحه من التايمر (T) فيمر التيار الكهربى الى كوونتاكتور دلتا (K Delta) و عندما يعمل 

الكونتاكتور ايضا جميع النقاط المفتوحه تغلق و النقاط المغلقه تفتح , فهنا يتم  فتح النقطة التى اغلقت فى صف الكونتاكتور ستار 

فيتم فصل الكونتاكتور ستار لان تم فصل التيار عنه و ايضا يتم غلق النقطة المفتوحه من الكونتاكتور دلتا (K Delta ) فتصبح 

لاتش لان بعد مرور ال 10 ثوانى للتايمر كما ذكرنا ستغلق النقطة المفتوحه منه لوقت يكفى تلشغيل الكونتاكتور وهو جزء من 

الثانية ويتم فتحها مره اخرى لان وظيفة التايمر قد انتهت فوضعنا لاتش للكونتاكتور الدلتا الذى سيعمل حتى يستمر مرور التيار 

للكونتاكتور من خلال الاتش .

المحاضرة السادسة لكورس Classic Control ويتم شرح حماية المحرك الحثى عن طريق عمليه التوصيل المباشر

سنشرح اليوم كيفيه التحكم فى المحرك الحثى (Induction Motor) :

كما ذكرنا فى المحاضرة الثانية لشرح المحرك الحثى و شرحنا بها طرق التحكم فيه وكانو 4 طرق تم ذكرهم و شرحهم بالتفصيل 

فكان فى الطريقة الاولى وهى عمليه التوصيل المباشر :

دائرة القوى :

يتم توصيل المحرك الحثى بدخل القاطع الحرارى (Thermal Over Load) و الخرج يتم توصيله بدخل

الكونتاكتور و الخرج منه على القاطع الكهربى (Circuit Braker) ومنه الى مصدر ثلاثى الطور 3Phase .

دائرة التحكم :

عند تشغيل المحرك فى حاله الضغط على زر (ON) وهو نوع من ال (Push Button) يتم توصيل التيار

الكهربى الى ملفات الكونتاكتور  ,  فى حاله ازاله اليد من على الزر يتم فصل التيار الكهربى عن الكونتاكتور

فسيقف المحرك لذا يتم توصيل نقطة مفتوحه من الكونتاكتور بال(Push Botton)  , ففى هذه الحاله عند

الضغط على زر التشغيل يتم توصيل التيار الكهربى الى الكونتاكتور و النقطة المفتوحه من الكونتاكتور يتم

غلقها فعند ازاله اليد من مفتاح التشغيل يسير التيار الكهربى عبر النقطة المغلقه من الكونتاكتور الى ملف

الكونتاكتور نفسه و يعمل المحرك .

كما نرى ايضا هنا 3 لمبات بالوان مختلفه لتكون دلاله ل :

عند توصيل التيار الكهربى للمحرك يتم اناره الاولى      (احمر)

وعند الفصل الطبيعى يتم تشغيل الثانية                     (اخضر)

وعند الفصل من خلال القاطع الحرارى (Thermal Over Load) يتم اناره الثالثه             (ازرق)



لمشاهده الفديو للتطبيق العملى على برنامج WinRelay للكلاسيك كنترول  اضغط على                                          [ World Of Engineering ]

محاضرة لشرح المولد ذو تيار مستمر و انواعه DC Series Generator , DC Shunt Generator , DC Compound Generaotr .

سنشرح اليوم نوع خاص و هام وهو المولد ذو التيار المستمر و انواعه و القوانين 

الخاصة بكل نوعه :

تعريف المولد الكهربى اولا :

هو يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربية , وكما نعلم ان الطاقة الميكانيكية يمكن ان يكون مصدرها توربينات بخار

 او من مساقط مياه او غيرها من مصادر الطاقة المختلفة .

ينقسم المولد ذو التيار المستمر (DC Generator) :

• منفرد الاثارة  : Separately excited DC generator

 

 هنا هذا النوع من المولد  منفرد الاثاره اى يتم اثارته من الخارج من خلال مصدر خارجى كالبطارية على سبيل المثال , فنجد 

الجهد الخارج كما موضح بالشكل يعتمد على سرعة الدوران لتيار كلا من الدوائر الارمتشر و الفيلد .

   , The output voltage depends on the speed of rotation of armature and field current

                                    The higher the speed of rotation and current  – the higher the output e.m.f

ويستخدم فى الجهد العالى

• مولد ذو اثارة ذاتيه : Self excited DC generator

و النوع الثانى ينقسم الى 3 اقسام و سيتم شرح كلا منهم على حده :

1- DC Series  Generator  :
 
ويسمى بهذا الاسم لان دائره الفيلد تكون على التوالى مع دائرة الارمتشر .

 Field Circuit Series With Armeture Circuit 

فيمر التيار الكهربى من دائره الفيلد الى الحمل عبر ملفات الفيلد ويكون عبارة لفات بسيطة و رفيعة السمك و مقاومتها بسيطة

قوانينه :

Ia = Il

E = Vt + Ia (Ra + RS ) 

2- DC Shunt Generator :

ويسمى بهذا الاسم لان دائره الفيلد تكون على التوازى مع دائرة الارمتشر .

  Field Circuit Shunt With Armeture Circuit

قوانيه :

Ia = Il + Ish

E = vt + IaRa

Ish = Vt / Rsh

3- DC compound Generator :

 سمى بهذا الاسم للسبب التالى : انه يتكون من دائرتين فيلد واحده منهم تكون توالى واخرى توازى مع دائرة الارمتشر .

It Have two Field Circuit , One Series , Other Shunt With Armature Circuit

 قوانينه :

Shunt field current  I_sh=V/R_sh 

Armature current  I_a= series field current  I_sc= I_L+I<sub>sh

Voltage across the load V=Eg-Ia Ra-Isc Rsc=Eg-Ia (Ra+Rsc) [∴Ia=Ics]

Power generated  Pg= Eg×Ia

Power delivered to the load  PL=V×IL</sub>  

محاضرة لشرح ال الاضطرابات الكهربية و شرح نقطة تشغيل الشبكة الكهربية و تقسم الاضطرابات Small Disturbance - Large Disturbance

سنشرح اليوم الDisturbance فى النظام للقوى الكهربية (Electrical system)

مبدائيا لابد من معرفة معلومه هامه جدا جدا فى لنظام الكهريى :

فى حاله حدوث اى اضطراب (Disturbance)  فى الشبكة الكهربية لحدوث على سبيل المثال الصواعق ماتسمى بال Lighting

 او احمال ثقيله على الشبكة الكهربية , نجد ان تكون على شاشه العرض للمهندس المتحكم فى نظام التشغيل للشبكه الكهربية هذا 

الشكل وما يعرف بال Power Angel Curve فنجد نقطة التشغيل التى تسمى بال Operating Point و تختصر الى 

OP بتتغير وبالتالى بيتغير قيمه ال Power فيتم حين ذلك معالجة الاضطرابات الكهربية هذه لجعل النظام الكهربى فى حاله 

الاستقرار.

نقسمها الى عده اقسام :

• اضطرابات كهربية بسيطة (Small Disturbance) :

هى عمليه حدوث تغير بسيط فى النظام الكهربى (System) فعلى سبيل المثال :

كاضافة احمال بسيطة او فصلها و ينتج عنها تغير لنقطة التشغيل ماتسمى بال Operation Point لكن نقطة التشغيل هذه تتغير

 حول نقطة التشغيل الاصلية اى لا يتغير مكانها فهو اضطراب بسيط  .

• اضطرابات كهربية كبيره (Large Disturbance) : 

هو تغير فى نقطة التشغيل فتتغير مكانها من مكان الى مكان اخر ولكن يحتفظ النظام الكهربى بالتزامن الخاص به اى ال 

Synchronizem . 


وهذه ينقسم الى قسمين مهمين للغاية :

1. استقرار متغير او استقرار ديناميكى (Dynamic Stability) :

وهو حدوث Large Disturbance مدته تزيد عن الواحد ثانية و يكون مسببا له او يدخل فى تاثيره كلا من 

  Generator Gaverner - Excitation

2. استقرار عابر (Transient Stablilty) :

حدوث Large Disturbance لمده اقل من واحد ثانية وينتج عنها انتقال فى نقطة التشغيل و ترجع مره اخرى لمكانها اى 

للوضع الاصلى لها ولا يدخل فيها تاثير كلا من :

 Generator Gaverner - Excitation

فلابد ان نعلم ليس كل Small Disturbance يجعل النظام الكهربى (System) فى حاله الاستقرار اى (Stable) فمن الممكن 

 حدوث large Disturbance و يجعل نقطة التشغيل تصل الى مكان قبل نقطة ال Critical Point و بحدوث

  Small Disturbance تنتقل نقطة التشغيل الى نقطة ال critical Point وقد تتجاوزها وحين ذلك :

يحدث تفكك للنظام الكهربى وما يسمى بال Cascaded Case ويحدث نتيجه عن تفكك النظام الكهربى مايسمى ب

 Voltage Collapse

للمزيد من المعرفة و المتابعة تابعونا على صفحه الموقع على الفيس بوك :


                    
                         [  World Of Engineering ]
 

سنتعرف المحاضرة القادمه ماذا يعنى ال Voltage Collapse وباقى شرح كيفيه جعل النظام الكهربى فى حاله الاستقرار .

محاضرة لشرح ال Power Flow وكيفيه حساب ال V - Q - I

نقوم بشرح الان ال Power Flow  وما اهميته  :

لنتعرف ماذا يعنى ال Power Flow Study :

هى عمليه تحليل مستقره لنظام الشبكه الكهربية ومن خلاها يتم معرفه الفولت (Voltage) والتيار(Current) و القدرة النشطة 

و الفعاله (  Active Power ) و القدرة غير الفعالة (  Reactive Power ) المارين فى النظام الكهربى (System) 

فى جميع حالات الاحمال ..

الغرض منها :

تخطيط للمستقبل  وحساب لمختلف الحالات الافتراضية فعلى سبيل المثال عند خروج خط نقل (Transmission Line ) 

من الشبكه لعمليه الصيانه فهل يمكن لباقى خطوط النقل تقوم بتوصيل القدره المطلوبه والتعامل مع الاحمال بالقيم المطلوبه .

نقوم باسخدامها لاسباب منها :

• تحديد قيم الجهود عند كل Bus فى النظام الكهربى (System)

• قيم الزوايا للقدره الفعالة و القدره غير الفعالة المارين فى خط النقل .

• تعين الفقد فى الطاقة اثناء التوليد و النقل .

معلومه هامه :

• الفرق فى الزوايا بين ال Buses بيحدد ليا اتجاه مسار ال Power .

• وال Reactive Power بيحدد اتجاه الفرق بين الجهود .

لاتمام قدره ماره بنجاح فى خطوط النقل (For Successful Operation Of Power Flow)  :

• يجب ان تكون القدرة الكليه المنقوله = القدره الواصله للاحمال (Delivered Power) +  القدرة المفقوده
  (Losses Power).

• يجب ان تكون قيم الجهد مناسبة .

• يجب ان كلا من (المولد الكهربى و المحول الكهربى و خطوط النقل ) الا تكون محمله تحميلا كاملا
  (Not At Full Load)

 

الطريقه المستخدمه لمعرفة ما سبق دراسته و ذكره فى هذه المحاضرة مايسمى بال Node Analysis  :

 

لابد من معرفة ان :

 Y =1 / Z

والموضوع على كلا من الرسمه الموضحه امامكم هى ال Z .

فسنقوم بتحويل كلا منها الى مقلوب ال Z  وهى Y .

يوجد عندى 4 Bus   -   خطوط نقل وكل خط نقل له Z  ولكل مولد كهربى له Z .

فنحل على Y :

         YG1 , 2 = 1 / j0.2 = -j5

اى ان ال Y للمولد الاول و الثانى .

Y13 , Y12 = 1 / j0.4 =-j2.5

اى ان ال Y لخط النقل الواصل بين ال Bus Bar 1-2 و 1-3 .

Y24 ,Y34 = 1 / j0.25 = -j4

اى ان ال Y لخط النقل الواصل بين ال Bus Bar 2-4 و 3-4 .

 نقوم بالاتى :

 Y11     -Y12    -Y13        -Y14  

Y21-     Y22    -Y23         -Y24       

Y31      -Y32    Y33         -Y34    

 Y-41    - Y42    -Y43          Y44

وفى Y11 : نقوم بوضع كل ما يصل بال Bus الاول اى :

YG1 , Y12 Y13

Y12 توضع قيمته 

Y13 توضع قيمته

Y14لا توجد صله بينهم فيوضع فقيمه 0

Y22 : نقوم بوضع كل ما يصل بالBus الثانى اى :

Y24 , Y21

 Y21 = Y12

Y23 توضع ب0 

Y24 توضع بقمته

وهكذا فنجد فى النهاية اصبحت بالشكل التالى :

 j-10           j2.5         j2.5         zero

  j2.5          -j6.5      zero            j4

j2.5            zero       -j6.5            j4                                                        

zero            j4            j4          -j13        

V* Y =i

كيفيه ربط المولدات على التوازى مع الشبكه الكهربية

سنشرح كيفيه ربط مولدين او اكثر فى الشكبه الكهربية :

من المعروف ان المولدات الكهربية تعمل بالتوازى مع الشبكه عند ربطهم .

لابد فى البدايه معرفة شروط التزامن بين المولدات الكهربية :

1- تساوى الجهد الخارع من المولدات :

وهناك عوامل تؤثر على خرج الجهد من المولدات ومن اهمها :

• سرعة دوران العضو الدوار (Rotor) .
• عدد لفات ملفات المجال للعضو الدوار (Rotor) .
• تيار المجال المغناطيسى المسؤل عن توليد الفيض المغناطيسى .

فبما ان سرعة العضو الدوار ( rotor ) يجب ان تكون ثابته للحفاظ على ثبات التردد و بما ان عدد اللفات ثابت

اذا لضبط قيمه الجهد الخارج من المولد  يجب التحكم فى تيار المجال المغناطيسى و يتم ذلك بواسطة جهاز 

AVR اى automatic voltage regulator و الذى يزيد من تيار المجال عند نقصان جهد خرج المولد و 

يقلل من تيار المجال عند زيادة جهد المولد و ذلك للحفاظ على الجهد الخارج ثابت ( مثلا 380 فولت ) .

Automatic Voltage Regulator

2- تساوى تردد التيار الخارج من كل مولد كهربى :

 

نحن نعلم ان التردد يعتمد على عاملين اساسين هما عدد الاقطاب وسرعه دوران لعضو الدوار (Rotor) وبما ان عدد الاقطاب 

ثابت فنتحكم فى التردد الخارج من المولد الكهربى من خلال التحكم فى سرعه العضو الدوار (Shaft) ويتم التحكم فى سرعه 

العضو الدوار من خلال كمية الوقود المحترق للوصول الى التردد المطلوب .

العملية الاولى التى تتم  وماتسمى بال  Flooting :

وهى تعنى ان يكون المولد غير محمل تمام اى (No Load) وتعمل باقل تكلفة بحيث تكتمل عمليه دورة البخار ليعمل المولد .

المرحله الثانية :

يتم فيه رفع الجهد للمولد الكهربى Eg تدريجيا للوصول الى اعلى قدره التى تكون عند فرق بين الزاويتن = 90 .

اى ان الموجه الكهربية للمولد الكهربى متطابقة  تماما للموجه الكهربية للنظام الكامل .

 Wave Of Generator = Wave Of System  

فاذا كانت اى موجه مختلفة حتى لو اختلاف بسيطة عن الاخرى اى يتواجد مسافة بين الموجتين (Shift)

نجد ان هذا ال Shift سيزيد حتى ينعكس ويصبح Peak to Peak  و ال Power يكون عالى جدا جدا .

شرح محاضرة كيفية عمل ال Economic Dispatch لتوليد الطاقة الكهربية باقل تكلفة لتغطية الاحمال

سنقوم بشرح كيفيه تحميل الاحمال الكهربية على المولدات بحيث تكون التكلفة اقل 

مايمكن :

هناك مصطلح يستخدم فى مجال القوى الكهربية يعنى اقل تكلفه كهربية للتحميل على المولدات وهو مايسمى بال 

Economic Dispatch .

ماذا يعنى ال Economic Dispatch :

هى عمليه توزيع الاحمال على مجموعة ال Power Plant وكل الPlant بها عدد من ال Generators فلابد التوزيع يكون 

باقل التكلفه , بالاضافة الى تغير الاحمال الكليه نجد ان ال Dispatch هى التى تقرر اى مولد كهربى يبدا بالعمل وانهى مولد يتم 

فصله ,  وسنتعرف على كيفيه فعل هذا الان .

مصطلح اخر ما يسمى بال Incermental fuel Cost :

وهذا يعنى  كمية الوقود اللازمه لانتاج 1 Mega Watt وتكلفه الوقود حين ذلك .

مثال لايضاح ل ما سبق :

على سبيل المثال يتواجد لدينا عدد 2 من المولدات الكهربية على الشبكه ويقوموا بتغذية عدد معين من الاحمال , و من المعلومات 

المتاحه لكل مولد ان Incermental Fuel Cost للمولد الاول تساوى  15 و كما ذكرنا اذا التكلفة للوقود لانتاج واحد 

ميجا وات تساوى 15  دولار و ال Incermental Fuel Cost  للمولد الثانى تساوى 13 .

هنا نقوم بنقل الاحمال من المولد الاول  الى المولد الثانى لتقليل التكلفه لان التكلفه المستخدمه لتوليد واحد ميجا وات من الكهرباء

 اعلى من المولد الثانى حتى تصل ال 

Incermental Fuel Cost للمولد الاول 
=
Incermental Fuel Cost للمود الثانى .

ولابد الاخد فى الاعتبار شىء هام جدا جدا جدا لنقوم بعمليه النقل من المولد كما شرحنا من In الكبير الى ال In الصغير فبذلك 

قومت بعمليه ادخار اموال كانت تصرف لتغطية الاحمال بشكل غير مدروس , فلابد فى هذه الحاله ايضا دراسه الفقد فى الطاقة عند

 نقل هذه الاحمال للمولد وكان المولد بعيد عن الاحمال و يتم نقل هذه القدره عبر خطوط النقل الهوائية ونعلم ان هناك فقد فى 

الطاقة يحدث نتيجه الطاقة الكهربية المتحوله الى طاقة حرارية لسريان التيار الكهربى فى الكبلات نجد تكلفة الفقد فى الطاقة اكبر 

من تكلفة الادخار وبهذا كاننا لم نفعل شىء ولابد دراسه هذا الشىء ايضا وتكون عمليه نقل الاحمال لمولد قريب منها لعدم الفقد 

فى الطاقة فى عمليه النقل .
 
شرح كيفية تحميل الاحمال على المولدات بحيث تكون باقل تكلفه وما تسمى بال Economic Dispatch  

هناك قوانين تستخدم لحساب ذلك سنشرحها الان :

  In = Incermental Fuel Cost

Pgt = وهى القدره الكليه اى ال Total Power

i = عدد غير معروف كما سيتم استخدامه وهو عدد دال على عدد المولدات المتواجده.

f = قانون التكلفه الكليه وتسمى بال Cost Function . 

   F = a^2 * Pg^2 + bPg + C 

In = aPg + b

For Two Generator :

In1 = a1 Pg1 + b1 

اذا Pg1 = In1 - b1 / a1

In2 = a2 Pg2 + b2

اذا Pg2 = In2 - b2 / a2

فمن اجل تحقيق Economic Dispatch at Incermental Fuel Cost :

In = In1 = In2  

Pgt = In - b1 / a1  + In - b2/ a2

بالتوزيع ينتج :

In  / a1 - b1 / a1 +  In/ a2 - b2 / a2

Pgt = In ( Sum 1/ai ) - ( sum bi/ ai )

In = [ Pgt + Sum bi / ai ] / Sum 1 / ai

In = [ Sum 1 / ai ]^-1 Pgt  +  [ Sum 1/ ai ] ^-1 [ sum bi /ai ]

Ini = atPgt + bt

اذا مما سبق نستنتج ان :

at = [ Sum 1 / ai ]^-1

bt =    [ Sum 1/ ai ] ^-1 [ sum bi /ai ]



للمزيد من المعرفة و المتابعة شارك على صفحه الموقع على الفيس بوك :

                                           [ World Of Engineering ] 

المحاضرة الثامنه فى الحماية الكهربيه Protection - وشرح ال Over Reach و ال Under Reach للريلاى

سنستكمل شرح الحماية الكهربية (Protection) :

 

مبدائيا لابد ان نعرف النقاط الثلاثه المتواجدين على الرسمه :

1- هى نقطة التشغيل للريلاى .

2- Under Reach .

3- Over Reach .

 

• هنا فى حاله التشغيل العادية يغطى الريلاى 80% من مساحه المنطقة الموضوع فيها الريلاى للعمل بها الى فى ال Zone

 الخاصة به ففى حاله خروج محطة توليد كهربية من الشبكة على سبيل المثال فتزيد قيمه ال Zs اى ال 

Impedance For System فلماذ تقل ؟؟ نعلم ان المولدات تكون على شكل توازى وكل مولد له Impedance خاصة به فعند 

خروج احدهم فالقيمه الكليه لل Zs ستزيد فتقل عند ذلك ال Fault Current  ويحدث ال Shift لنقطه التشغيل من رقم 1 الى 

رقم 2 فيغطى الريلاى مساحه اقل من المساحه الخاصه به فى الوضع الطبيعى اى يعمل على مسافة اقل من ال 80 % من 

مساحته كما موضح فى الشكل .

• ثم فى حاله اضافه محطة توليد جديدة فنجد ان ال impedance For System تقل فيزداد ال Fault Current و

يحدث  Shift لنقطة التشغيل للريلاى الى النقطة رقم 3 فتزداد مساحه عمل الريلاى الى 3 اضعاف مساحته اى يغطى

مساحه اكبر من ال   Zone الخاصة به وهذا ما يسمى بال Lack Of Secuirty كما  ذكرناها من قبل

فعندما  يحدث Fault فى مكان ليس تابع للZone الخاصة به و يفصل و لتجنب ذلك لها حسابات بحيث يتم تجب هذه الزياده 

للريلاى فعند حدوث  ذلك تكون المسافة الى يعمل فيها هى ال 80%  .

المحاضرة السابعه لشرح الحماية الكهربية - شرح التزامن Synchronize - وانواع ال Over Current Relay

سنستكمل دراستنا فى ال Protection و نقوم بشرح الان التزامن وهو مايسمى بال 

(Synchronize) :

تعريف التزامن (Synchronize) :

يتواجد وحدات توليد متعدده فى جميع انحاء الجمهورية لعمل التواصل بين هذه الوحدات يتم تشغيلهم فى ال Synchronise اى 

فى مرحله التزامن اى فى ان واحد و بسرعه واحده وتردد واحد , فيكون جميع وحدات التوليد بسرعه ثابته و تردد ثابت بينهم

فنجد  هذا التزامن يقل بسب زياده الاحمال على سبيل المثال , ونجد ايضا ان بسبب خروج احمال ثقيله من على الشبكه يكون 

سبب فى زياده هذا التزامن و بذلك تزيد سرعه المولد الكهربى وهذا سبب من اسباب تحدث انفجار للمولد الكهربى .

كما درسنا مسبقا ان Over Current Relay ينقسم الى ثلاثه اقسام :

Instantaneous over Current relay :

 وهو ريلاى يقوم بعمليه ارسال اشاره الفصل الى الCircuit Breaker  مباشرا فور حدث ال Fault . 

Definite time over current relay :

فى هذا الريلاى يتم تحديد قيمه للتيار المار بيه لحد اقصى له و تحديد قيمه للوقت الى ينتظر فيه حتى يقوم بارسال الاشاره للقاطع 

وهو ال Circuit Breaker  لتتم عمليه الفصل و الوقت هذا مايسمى بال (Delay Time) .

Inverse time over current relay :

وهذا الريلاى تم شرحه مسبقا ان الوقت فى هذا الريلاى يتناسب عكسيا مع كمية التيار المار به فكلما زادت قيمه التيار المار فى 

الريلاى يكون الوقت المستغرق لارسال الاشاره اقل ,  وينسقم الريلاى الى 3 اقسام :

Inverse Time Relay :

وهو يستخدم لحماية خطوط النقل (Transmission Line Protection) , و له قانون للوقت وهو :

t = 0.14 * TDS / (m^0.02 ) -1

Very Inverse Time relay : 

وهو يستخدم فى حماية التغذية الكهربية (Ring Feeder Protection) ,  وله قانون للوقت وهو :

t = 13.5 * TDS / m -1 

Extremly Inverse Time Relay :

وهو يستخدم لحماية الكبلات و المحولات الكهربية (Cables - Transformer) وله قانون للوقت وهو :

t = 80 * TDS / (M^2) -1

وللعلم والايضاح معنى ال TDS : هى ال Time Dial Setting 

Inverse Definite Minimum Time : (TDMT)

وهذا النوع من الريلاى عند زياده التيار فى الجزء الاول كما موضح بالشكل يتناسب الوقت عكسيا مع التيار  وفى حاله حدوث 

Fault يفصل مباشرا ويعمل كال Instantaneouse Relay كما موضح فى الجزء الثانى فى الرسمه :

وهذا رسم ايضاح للفرق بين الثلاث انواع :

 

وهذا لايضاح الفرق فيما تحدثا عنه :

 

شرح Power Supply و تكوينه و شرح كل عنصر شرحا مفصلا و طريقه عمله و تشغيله .

سنشرح اليوم تكوين و فكره عمل وجميع المعلومات الخاصه بالPower Supply :

تكوين الPower supply :

• يتكون من محول كهربى خافض للجهد (Step Down Transormer) .

• موحد التيار او المقوم  (Rectifier) .

• فلتر (Capacitance) .

• منظم الجهد (Requlator) .

المحول الكهربى الخافض للجهد :

يقوم المحول الكهربى بتخفيض الجهد (230V AC)  الى الجهد المطلوب كما سنوضح :



لدينا محول كهربى صغير هكذا نجد طرفين باللون البنى وهما يتم ربطهم بفيشه لكى يتم التوصيل ب220 فولت الجهد الطبيعى 

يصبح هكذا دخل المحول 220 فولت و 3 اطراف للمحول كما موضح بالشكل طرفين باللون  البرتقالى و طرف باللون الاسود .

الخرج لهذا المحول يكون (12 , 0 , 12) فما معنى هذا ؟؟؟؟

نحن نعلم ان السلك باللون الاسود هو Commen اى جهده يساوى صفر  ,  فعند توصيل احدى السلكين باللون البرتقالى بالسلك 

الاسود فى الدائره الالكترونيه ان يكونو خرج للمحول يصبح الجهد الخارج منها 12 فولت , واذا تم اخد السليكن البرتقالى معا 

كخرج للمحول الكهربى يصبح الخرج من المحول 24 فولت اى 12 فولت و 12 فولت لكل سلك منهم  ,  وهذا يعنى ان الخرج

 (12 ,0 , 12) .

المكون الثانى فى الدائرة الالكترونية هو Rectifier :

 وهو يسمى بموحد التيار او المقوم اى يقوم بتحويل التيار المتردد الى تيار مستمر اذا الخرج الناتج من المحول الكهربى الخافض

 الجهد هو جهد متردد فيتم تحويله الى جهد مستمر اذا كان 12 فولت او 24 فولت وهناك نوعنا من الموحد للتيار :

Half Wave Rectifier :

 

 

لنتفهم الامر هنا عند امداد الدائره بالجهد المعروف الPolarity + و - فيمر التيار عندما يكون الدايود Forward و عندما 

يتحول الى Reverse يتم غلق الدايود ولا يمر التيار فتكون موجه الخرج كما موضحه اماكم هى نصف الدخل و يكون الجزء 

الموجب منه .

Full Wave Rectifier :

ليكون الخرج كموجه الدخل كامله اى يكون الخرج دايما له قيمه اى يتواجد جهد فى الخرج ولايساوى صفر فنستعمل 4 دايود 

ويسمى بال Bridage  ويكونو كما موضوح بالشكل  فعند امدامه بالجهد فى النصف الاول من الدخل اى الجزء الموجب منه 

يتلاقى مع الدايود , فمن اعلى ال Briadge يمر التيار و يتلاقى فى الجزء الاول مع الدايود الاول و الرابع فيكون Forward مع 

الدايود الاول و Reverse مع الدايود الرابع , ثم يمر فى النص الثانى فيكون Forward مع الدايو الثانى و Reverse مع 

الدايود الثالث و العكس تماما صحيح عندما يمر الجزء السفلى من الدخل اى الجزء السالب من الموجه, و هذا المستخدم فى 

الدائره الالكترونيها لاستمرار عمليه الدخل .

المكون الثالث هو ال Filter: 

 الفلتر المستخدم يكون ال Capacitance ويستخدم لعده اسباب , كما نعلم ان المكثف عباره عن لوحين من المعدن بينهم عازل 

من الفراغ و يكون الهواء و يقوم بتخزين الطاقة الكهربية (Energy) اذا كان الدخل للتيار المتردد زاد عن قيمته اى زاد عن 

220 فولت لاى سبب ما فازاد بالتالى خرج المحول الكهربى و زاد عن ال 12 فولت او 24 فولت و هذا يسبب مشاكل كبيره 

بلنسبه للدائره الالكترونيه و ممكن تسبب فى تلف اى عنصر من العناصر المستخدمه فيقوم المكثف بامتصاص هذه الطاقة 

الكهربيه بداخله ويقوم بامداده بهذه الطاقة عنما يقل دخل التيار المتردد و بالتالى خرج المحول الكهربى , و لتنعيم الموجه

 و ازاله اى تعرجات بها وما تسمى بال Ripple Voltage و جعل الفولت بقيمه مناسبه .

المكون الرابع و الاخير وهو ال Requlator :

يعمل على تثبيت الجهد الكهربى , ويعمل ايضا على حماية الدائره الالكترونية من سحب قدره عالية .

نرى ثلاث اطراف لمثبت الجهد فاذا تم مسكه من الخلف هكذا يكون الطرف الايمن هو الدخل (Input) و الايسر هو الخرج 

(Output) والطرف الاوسط وهو ال Commen يكون فى الوجه للمثبت مكتوب عليه هكذا 7805 اى الخرج منه يكون 5 فولت

 و اخر 7809 اى الخرج 9 فولت واخر 78012 اى الخرج يكون 12 فولت فيمكن فى الPower Supply جعل 3 من المثبت 

للجهد للحصول 3 جهود مختلفه ولكل خرج من المثبت يكون له Switch فعند الضغط عليه نحصل على الخرج المراد .