غير أن المولدات تُتحكّم بها لوحات خاصة توصّل الجهد والتيار المطلوبَين دون انقطاع.
في هذا المقال، ستتعرّف على كل ما يتعلق بلوحات التحكم في المولدات. تابع القراءة لمعرفة كل التفاصيل.
لوحة التحكم في المولد – ما هي وكيف تُستخدم؟
تعرض لوحة التحكم في المولد معلومات ومعاملات متعددة، من بينها التيار والجهد والتردد. تحتوي كثير من لوحات التحكم على عدادات وقياسات تعرض هذه المعلومات، فيما تمتلك بعضها شاشات مدمجة تُتيح للمشغّلين تقييم أداء المولد بصريًا.
تُصنع لوحة التحكم في الغالب من المعدن، وتُثبَّت على المولد، وتُزوَّد بحشوات مضادة للاهتزاز لحمايتها من الصدمات، سواء أكانت تحتوي على شاشة مدمجة أم عدادات أم قياسات.
نظرًا لحجمها، تضمّ المولدات التجارية الكبيرة (كالمولدات الصناعية والمولدات ذات الجهد العالي) عادةً لوحات تحكم منفصلة عن المولد ذاته. وبسبب حجمها ووزنها الكبيرَين، يمكن تركيب لوحات التحكم المصمَّمة لهذه المولدات على الجدار أو الرف أو كوحدة مستقلة.
تُساهم الأزرار والمفاتيح الموجودة على لوحات التحكم في المولدات في ضمان تشغيل المولد بشكل سليم. فبالإضافة إلى مفتاح التشغيل/الإيقاف، تُتيح أزرار لوحة التحكم للمشغّل ضبط وظائف معينة أو مراقبة معاملات بعينها. وبوجه عام، تُجمَّع جميع المفاتيح والقياسات وتُرتَّب وفق وظائفها، مما يجعل لوحة التحكم في المولد سهلة الاستخدام وآمنة للتشغيل، إذ تُقلل من احتمال أن يضغط المشغّل على الإعداد الخاطئ في حالات الطوارئ.
يمكن اعتبار لوحة التحكم في المولد واجهةَ المستخدم التي تمنح المشغّلين إمكانية الوصول إلى وظائف المولد الشاملة وتشخيصات النظام والحالة الراهنة. إن المولدات آلات ضخمة وثقيلة، وهي كغيرها من الآلات الثقيلة عُرضة للتسخين الزائد وتفاوت السرعة والبلى الطبيعي وإجهاد المحرك والعوامل البيئية كدرجات الحرارة والمناخ. ومن المهام الجوهرية حماية محرك المولد عبر مراقبة درجة حرارة سائل التبريد وضغط الزيت، فضلًا عن إيقاف تشغيل المولد فورًا لتفادي أضرار مكلفة أو لا يمكن إصلاحها.
كيف تعمل لوحة التحكم في المولد؟
تعالج لوحات التحكم في المولدات مدخلات أجهزة الاستشعار وتتحكم فيها بواسطة معالج دقيق (microprocessor)، مما يُمكّن مجموعة المولد من مراقبة نفسها والتعامل مع أي عمليات تطرأ. ودرجة الحرارة مثال نموذجي على إعدادات التغذية الراجعة؛ فقد يُوجَّه المولد لإيقاف التشغيل تلقائيًا لمنع الأضرار حين تبلغ درجة حرارة المحرك حدّ الإعداد المسبق لمستشعر الحرارة أو تتجاوزه.
كثيرًا ما تُدمَج لوحة التحكم في المولد مع مفتاح نقل تلقائي (ATS). فعند حدوث انقطاع في التيار الكهربائي، يُرسل ATS إشارةً للمولد لبدء التشغيل في غضون ثوانٍ. وحين تستأنف شبكة الكهرباء الرئيسية عملها، يُوجَّه المولد للإيقاف إذ ستأتي الطاقة من الشبكة. وذلك ببساطة لأن ATS يستطيع اكتشاف الانقطاع وتنبيه لوحة التحكم لتشغيل المولد دون الحاجة إلى تشغيل يدوي، نظرًا لارتباطه بالشبكة الرئيسية.
في غياب مفتاح النقل التلقائي (ATS)، يتعيّن على العمال الموجودين في الموقع تشغيل أدوات التحكم في المولد يدويًا عند انقطاع الكهرباء، وإيقافها يدويًا عند استعادة التيار. فإذا لم يُوقَف المولد بعد استعادة الشبكة، قد ينجم عن ذلك ظاهرة التغذية العكسية (back feeding) التي يمكن أن تكون قاتلة لأي كهربائي يعمل على خطوط الكهرباء.
المكونات الرئيسية لمجموعة المولد
فيما يلي مكونات مجموعة المولد النموذجية.
- لوحة التحكم التلقائية
- لوحة التحكم اليدوية
- لوحة النقل
- المحرك
- المولّد (الألترناتور)
الفوائد المحتملة للوحات التحكم في المولدات
تشمل مزايا استخدام لوحات التحكم في المولدات ما يلي.
- القضاء على الأخطاء: تُساعد لوحة التحكم في المولد على تحقيق ذلك.
- تحسين الكفاءة: قد يعمل المولد بكفاءة أعلى مع تحسين التحكم فيه.
- تعزيز السلامة: تدعم مراقبة التيار والجهد التشغيلَ الأكثر أمانًا.
- تقليل التكاليف: يُساعد تحسين التحكم في المولد على خفض تكرار ترقياته وتقليل تكاليف الصيانة والتشغيل.
- تعزيز الموثوقية: تُوفّر مراقبة أداء المولد وتحليل الأحداث معلومات حول كيفية جعل المولد أكثر اعتمادية.
كيفية استخدام لوحة التحكم في مجموعة مولد الديزل وصيانتها بشكل صحيح؟
الوظيفة الأساسية للوحة التحكم في مولد الديزل هي توزيع الطاقة الكهربائية التي ينتجها المولد على حِمل المستخدم أو المعدات الكهربائية. كما تعمل على الحفاظ على استقرار جهد المولد في ظل الأحمال المتغيرة، وعلى الإشارة إلى نشاط مولد الديزل. وعادةً ما تشتمل لوحة التحكم أو وحدة التحكم على مقبض ضبط الجهد وعداد التردد والأمبيرمتر والفولتمتر ومفتاح تحويل التيار ثلاثي الأوجه ومفتاح تحويل الجهد ثلاثي الأوجه وأضواء مؤشر أخرى.
وفقًا لمواصفات التصميم، تُثبَّت بعض أزرار البدء ومفاتيح التشغيل وعدادات شحن البطارية وعدادات درجة حرارة الماء وعدادات ضغط الزيت وعدادات درجة حرارة الزيت مباشرةً على لوحة التحكم، بينما يُثبَّت بعضها على لوحة أجهزة قياس الديزل. أما المكوّنات الموجودة داخل لوحة التحكم فتتعلق في معظمها بالتحكم التلقائي في محرك الديزل ونمط التهييج الذي يستخدمه المولد.
تتباين لوحة التحكم (الصندوق) الخاصة بمجموعة مولد الديزل في تخطيطها ومجموعة مكوّناتها، فضلًا عن اختلاف متطلبات الاستخدام والصيانة. فيما يلي شرح موجز لكيفية تشغيل لوحة التحكم وصيانتها باستخدام صندوق التحكم PF13-75 (الموضح أدناه).
(أ) استخدام لوحة التحكم (الصندوق)
- لتشغيل محرك الديزل، أدِر مفتاح YK بالمفتاح واضغط على زر البدء SB.
- أزِد سرعة محرك الديزل. يمكن للمولد توليد الكهرباء من تلقاء نفسه حين تقترب سرعة محرك الديزل من القيمة المقدَّرة. يُتيح مقياس الإمكانية الخاص بمنظّم التهييج TST1 (أو TST2) تغيير جهد المولد. يمكن استخدام مفتاح إزالة الغازات SA5 حين يعمل محرك الديزل ولا ينتج المولد كهرباء.
- يمكن استخدام الفولتمتر V1 ومفتاح التحويل SA1 لقياس الجهد ثلاثي الأوجه للمولد.
- يمكن استخدام مصابيح "مراقبة العزل" LH4 إلى LH6 للتحقق من عزل المولد. لا يضيء مصباح مراقبة العزل المقابل عند حدوث قصر دائرة في مسار معيّن.
- يضيء مؤشر الإخراج (أو الإغلاق) HL1 عند تفعيل مفتاح الهواء التلقائي، مما يدل على أن الجهاز قد زوَّد الحِمل بالطاقة.
- تراقب كل من عداد درجة حرارة الزيت YW وعداد ضغط الزيت JY وعداد درجة حرارة الماء SW وعداد التردد Hz وعداد تيار الشحن A تشغيلَ محرك الديزل. أما مراقبة تشغيل المولد فتتم بواسطة الفولتمتر V1 والأمبيرمتر A وجدول التردد Hz وعداد الطاقة W وجدول معامل الطاقة cos.
- لتشغيل المولد كوحدة منفردة، يُضبط مفتاح SA3 على "وحدة منفردة"، ومفتاح SA9 الخاص بعداد المزامنة V2 على "إيقاف"، ومفتاح SA7 الخاص بمنظّم التهييج على الإعداد المطلوب. يُفعَّل AVR1 عندما يكون SA7 في الوضع "I"، ويُفعَّل AVR2 عندما يكون في الوضع "II"، أما عندما يكون SA7 في الوضع "I+II" فيتحكم منظّما تهييج في تشغيل المولدَين معًا في آنٍ واحد مما يخرج عن السيطرة. عندما تعمل الوحدة كـ"وحدة منفردة"، يضمن الحماية على الضغط اعتمادية الوحدة.
- يجب ضبط SA3 على الوضع "توازٍ"، وSA9 على "تشغيل"، وSA7 على الوضع "I" أو "II" وليس "I+II" عند تشغيل المولد في وضع التوازي، إذ لا يمكن إدارة التشغيل المتوازي في هذا الوضع.
- لكي تُغيّر الوحدة المعدل إلى 3%- (محطة طاقة من الدرجة الثالثة) أو 5%- (محطة طاقة من الدرجة الرابعة) تحت القدرة الفعّالة المقدَّرة، يجب وضع مجموعتَي مولد الديزل العاملتَين في التوازي في وضع الإعداد القابل للضبط. ويُستحسن توحيد نوع محرك الديزل الموصى به مع محركات الديزل غير المزوَّدة بأدوات تحكم في السرعة المتحركة لجعل معدل الضبط متماثلًا قدر الإمكان.
- يجب ضبط مقاومة الفارق في منظّم الطاقة التفاعلية QT لكل من مجموعتَي مولد الديزل العاملتَين في التوازي بحيث يكون الجهد المقدَّر لكل مجموعة 3% من الجهد المقدَّر تحت الحمل المقدَّر مع معامل طاقة مقدَّر يبلغ 0.8 (محطة طاقة من الدرجة الثالثة) أو 5%-. (محطة طاقة من الدرجة الرابعة).
- يجب اتباع طريقة التشغيل المتوازي، وأن تعمل مجموعات المولدات بتسلسل الأوجه ذاته والجهد الثابت والتردد الثابت.
- بعد بدء تشغيل مجموعة المولد، انقل الحِمل. نقل الحِمل ضروري عند استخدام مولد واحد بالتوازي مع مولد آخر (أو عدة مولدات). يتضمن نقل الطاقة الفعّالة ضبط خانق الوقود في محرك الديزل؛ فكلما فُتح الخانق أكثر ازداد العمل، وكلما كان الخانق أصغر قلَّ العمل. أما نقل الطاقة التفاعلية فيتمثل في ضبط مقياس الإمكانية للتهييج في منظّم التهييج لتغيير تيار تهييج المولد؛ إذ تزداد الطاقة التفاعلية بزيادة تيار التهييج وتنقص بانخفاضه. وعادةً ما تُنقَل جزء من الطاقة الفعّالة أولًا، ثم جزء من الطاقة التفاعلية، لإتمام نقل الحِمل على مراحل والوصول إلى التوازن (أي التوزيع المتساوي وفق نسبة القدرة المقدَّرة).
- تشغيل فصل الوحدة: عندما ينخفض الحِمل الإجمالي بما يكفي لفصل وحدة، يمكن ضبط مقياس إمكانية ضبط خانق محرك الديزل ومنظّم التهييج بشكل مستقل، وخفض الطاقة الفعّالة والطاقة التفاعلية إلى الصفر، ثم فصل الوحدة.
(ب) صيانة لوحة التحكم (الصندوق)
- يجب أن تظل لوحة التحكم (الصندوق) جافة ونظيفة وجيدة التهوية أثناء التشغيل، لمنع دخول الغبار أو قطرات الماء أو المعادن أو أي مواد أخرى إلى الخزانة.
- إجراء الفحوصات والصيانة الدورية، والتأكد من أن جميع الأجزاء في تواصل جيد، وأن أدوات التثبيت محكمة، وأن الاتصالات الكهربائية سليمة، وأن العزل وتسخين الملفات طبيعيان، مع إجراء الإصلاحات فور ظهور أي مشكلات.
- قبل الاستخدام، يجب قياس مقاومة العزل للمكوّنات الكهربائية الضرورية إذا لم تُستخدَم لفترة طويلة. إن اكتُشف أنها رطبة، يجب تجفيف المكوّنات المبلّلة قبل الاستخدام.
الخلاصة
لوحات التحكم في المولدات قطع ضرورية لجميع العمليات التي تستلزم استخدام مولدات. إذا امتلكت لوحات مولدات ذات جودة عالية، لن تواجه أي مشكلات. احصل على لوحة التحكم في المولد اليوم من ECSKSA وتأكد من توافر طاقة موثوقة لعملك أو منزلك.
اطّلع على صفحات منتجاتنا للاختيار من بين أفضل لوحات المولدات المناسبة لمبناك.
الأسئلة الشائعة
س1: ما نوع اللوحة التي يمكن استخدامها للتحكم في المولد؟
يمكن استخدام أي لوحة يدوية أو تلقائية للتحكم في المولد. غير أنه لضمان الجودة، يجب استخدام لوحات تحكم مخصصة.
س2: ما الذي يتحكم في سرعة المولد؟
تنظّم موانع السرعة (speed governors) كمية الوقود الداخلة إلى التوربين، وبذلك تتحكم في سرعة المولدات وعزمها وبالتالي في إنتاجها من الكهرباء. كما تُعدّ موانع السرعة بالغة الأهمية لأنها توفّر الحماية للتوربين وتمنعه من الإفراط في السرعة.