في سوق محطات الكهرباء، وبالأخص جوا المدن، الـ GIS (Gas Insulated Switchgear) هو الخيار الأول اللي ملهوش منافس. بس خد بالك، الكلام النظري اللي درسته في الكلية عن عزل الـ SF6 ده في كفة، والواقع والـ Action في الـ Site كفة تانية خالص!
الموضوع هنا مش شوية معادلات وكلام نظري.. الغلطة في الكلية بدرجات، إنما هنا غلطة انت ممكن تشوفها لا تُذكر ممكن تضربلك الـ Insulation وتعمل كارثة. إنت هنا مهندس مسؤول عن فريق وعن معدات تمنها ملايين الدولارات، الغلطة فيها بفورة.
عشان كده، تعالي نستكشف الـ GIS Bay ونفصصه بعين مهندس التنفيذ الشاطر، ونعرف إزاي تدير الـ Installation Process وتوصل لمرحلة الـ Handover بطريقة احترافية
أولاً: ما هو الـ Bay في الـ GIS؟
سيبك من التعريفات الأكاديمية الجامدة. في لغة الموقع، الـ Bay هو وحدة البناء اللي بتقوم عليها المحطة كلها.
الـ Bay (أو الخلية) هو المسار الكامل الذي يربط الباسبار العمومي (Busbar) بالمعدة الخارجية (سواء كانت خط نقل هوائي، كابل أرضي، أو محول قوى).
ليه فهم الـ Bay هو الزتونة؟
لأن محطة الـ GIS مهما كان حجمها مرعب أو شكلها معقد، هي في الآخر مجرد تكرار للـ Bay ده. لو فهمت Bay واحد بتفاصيله (قاطع، سكاكين، محولات قياس)، يبقى إنت حرفياً فهمت حوالي 90% من مكونات صالة الـ GIS، والباقي مجرد تجميع
ثانياً: المكونات الداخلية للـ Bay
الـ GIS يبان من برا كده انه Black Box .. لكن هو عبارة عن Compartments منفصلة بالغاز، كل Compartment ليه دور ووظيفة مهمة
تعالي ندخل جوا الـ Bay ونشوف ايه اللي جواها :
1. Busbar Module
الـ Busbar ده هو العمود الفقري للـ GIS وعموما الـ Busbar هو الاساس في أي معدة كهربائية. الـ Busbar في الـ GIS بيكون جوا enclosure ومقفول عليه ، وطبعا متحاوط بالـ SF6
2. Circuit Breaker
وظيفته فصل وتوصيل التيار في الظروف العادية وظروف القصر (Short Circuit). جوه الغرفة دي (اللي هي غرفة القاطع)، فيه ضغط غاز SF6 عالي جداً أعلى من باقي الخلايا. لما القاطع بيفتح، الشرارة اللي بتتولد بتتطفي في أجزاء من الثانية بفضل خصائص الغاز.
واللي مستني اشرح ميكانيزم الاطفاء والكلام ده كله ميستناش لأن ده كلام اتهرس كتير اوي قبل كده وعفا عليه الزمن خلاص
3. Switches (Disconnecting Switch & Earthing Switch)
تاني وتالت وعاشر ومليون .. سكينة الفصل غير سكينة التأريض ..
سكينة الفصل (Disconnector Switch): دي وظيفتها أمنية بحتة. بتديك مؤشر إن الدائرة اتفصلت، عشان تقدر تعمل صيانة وأنت مطمن.
وخد بالك من حاجة مهمة جدا، سكينة الفصل دي عمرهاما تفتح على حمل يعني مش زي الـ CB يفتح ويفصل علي حمل براحته، وكمان يفصل في حالة العطل .. لأ .. دي لو فتحتها وفي تيار بيمر، هتنفجر حرفياً وهتؤدي لكارثة في المحطة.
علشان كده بيبقي معمولها interlock لمنع الخطأ البشري، لو جيت تفتحها علي حمل مستحيل تفتح نهائياً
اما الـ Earthing Switch فيه نوعين منها (Maintenance Earthing Switch ، و High Speed Earthing Switch)
سكينة التأريض للصيانة (Maintenance Earthing Switch)
دي السكينة القياسية الموجودة في كل الـ Bays بلا استثناء (سواء Busbar, Transformer, أو Line).
بعد ما بتفصل سكينة الفصل (DS) وتعزل الجهد، الـ Earthing Switch هي اللي بتفرغ أي شحنات متبقية (Residual Charges) أو جهود حثية بسيطة، وبتربط الموصل الرئيسي بجسم المحطة عشان تضمن إن الجهد بيساوي صفر.
سكينة التأريض السريع (High Speed Earthing Switch – HSES)
دي سكينة بمواصفات خاصة، ومكانها دايماً بيكون على دخول وخروج الدوائر (Feeders) سواء خطوط هوائية أو كابلات أرضية.
ليه بنحتاج نوع سريع هنا؟
الكابلات والخطوط الطويلة بتخزن شحنات كهربائية (Capacitive Charges) حتى بعد الفصل، وكمان ممكن يكون عليها Induced Voltage من الخطوط المجاورة. السكينة دي مصممة بآلية تخليها تقفل بسرعة عالية جداً عشان تتغلب على أي شرارة ممكن تحصل أثناء التفريغ.
4. محولات التيار والجهد (CTs & VTs)
أجهزة الوقاية اللي هي الـ Relays وعدادات الطاقة اللي هي الـ Energy Meters دي أجهزة بتشتغل بتيارات صغيرة (1 أو 5 أمبير) وجهود منخفضة (110 فولت تقريباً). مستحيل نوصلها مباشر بجهد 220 كيلو فولت أو تيار 3000 أمبير.. هتتحرك في لحظتها
هنا بتيجي دور الـ Instrument Transformers، دول اللي بيحولوا الجهد العالي ده لإشارات صغيرة تفهمها أجهزة التحكم وتحس بيها، ومن غيرهم المحطة هتكون لا أري، لا اسمع، لا اتكلم.
بشكل اساسي الـ CTs والـ VTs بيدوا تيارات وجهود منخفضة للعدادات، والـ Relays الخاصة بالحمايات المختلفة، بالاضافة لكده الـ VT ليه دور مهم جداً في اثناء الـ Synchronization وتوصيل مصدرين كهرباء علي بعض
5. LCC – Local Control Cabinet
الـ LCC ده هو واجهة التشغيل لكل Bay. هو المكان اللي بيربط الـ GIS بغرفة التحكم والـ SCADA. من الـ LCC الإشارات بتتحول لأوامر تشغيل، ومن خلاله بنقدر نراقب حالة المعدة لحظة بلحظة.
لوحة الـ LCC دي هي اللي فيها بتتجمع كل إشارات الإنذار (Alarms)، وحالة الـ GIS بتاعي ، ودوائر الفصل والتوصيل (Trip/Close Circuits)، وبالمناسبة دي من اكتر الحاجات اللي بتاخد وقت في الـ Termination بتاع الكابلات، ولازم فني كويس اللي يشتغل فيها، علشان نضافة اللوحة، وعلشان تتاكد ان التوصيلات مظبوطة طبقا للـ Termination List