شرح مفصل لوضع تجاوز العاكس

تلعب أنظمة العاكس دورًا مركزيًا في إعدادات الطاقة السكنية والصناعية، حيث تقوم بتحويل التيار المستمر من البطاريات والألواح الشمسية ومصادر أخرى إلى طاقة متناوبة مستقرة لمختلف الأجهزة والمعدات. ومع ذلك، في بعض الحالات، قد يفضل المستخدمون أن يتجاوز الحمل العاكس ويتم تشغيله مباشرة من شبكة المرافق أو مصدر احتياطي، وهنا يكون وضع التجاوز ضروريًا.

وضع التجاوز مفيد ليس فقط أثناء صيانة العاكس أو الأعطال ولكن أيضًا لإدارة جودة الطاقة، وحماية من الحمل الزائد، وتحسين التكاليف، وللوقت المؤقت أثناء تشغيل النظام أو اختبار الحمل. في وضع التجاوز، تتدفق الكهرباء مباشرة من المصدر إلى الحمل، متجاوزة المفاتيح الداخلية للعاكس والمحولات ومكونات الترشيح، مما يضمن استمرار إمداد الطاقة.

تستعرض هذه المقالة مبادئ تشغيل كل من التجاوز التلقائي واليدوي، والسيناريوهات التي تؤدي إلى التجاوز، وأنماط التشغيل المختلفة (مثل UTI، SBU/SOL، وSUB)، مع تقديم شرح مفصل لإجراءات واستراتيجيات تجاوز العاكس لمساعدة المستخدمين على فهم منطق النظام وإدارة طاقة الحمل بأمان.

ما هو وضع تجاوز العاكس

وضع تجاوز العاكس هو حالة تشغيلية حرجة في أنظمة العاكسات الكهربائية حيث يتم تجاوز دائرة التحويل العادية للعاكس، مما يسمح بتدفق الطاقة الكهربائية مباشرة من المصدر إلى الحمل دون المرور بعملية تحويل التيار المستمر إلى متردد داخل العاكس. هذا الوضع يخلق أساسًا مسارًا مباشرًا للكهرباء، متجاوزًا مكونات التبديل الداخلية للعاكس، والمحولات، وأنظمة الترشيح.

في إعداد عاكس نموذجي، يقوم الجهاز بتحويل التيار المستمر (DC) من مصادر مثل الألواح الشمسية، أو البطاريات، أو الشبكة (بعد تقويم التيار المتردد إلى مستمر) إلى تيار متردد (AC) يشغل الأجهزة المنزلية والمعدات الكهربائية. ومع ذلك، في وضع التجاوز، يتم تعليق عملية التحويل هذه، ويتم توجيه الطاقة الواردة من شبكة المرافق مباشرة إلى أطراف الخرج مع تعديل ضئيل أو بدون تعديل.

يعمل وضع التجاوز كـ آلية حماية وميزة صيانة، مصمم لضمان استمرار إمداد الطاقة حتى عندما يكون العاكس نفسه معطلاً أو مثقلاً أو يحتاج إلى صيانة. إنه يعمل كضمان يمنع انقطاع الطاقة الكامل أثناء أعطال العاكس أو إجراءات الصيانة الروتينية.

فكر في وضع التجاوز كطريق تحويلة طارئة - عندما يكون الطريق الرئيسي (العاكس) مسدودًا أو مثقلًا، يسلك التيار (الكهرباء) مسارًا بديلاً للوصول إلى وجهته (أجهزتك).

 

تشغيل وضع تجاوز العاكس

يمكن أن يختلف وضع تجاوز العاكس حسب الطراز والتطبيق. لفهم كيفية عمله وحماية نظامك بشكل أفضل، من المهم معرفة أن هناك نوعين من التجاوز: التلقائي واليدوي.

التجاوز التلقائي

تعتمد وظيفة التجاوز التلقائي على المراقبة في الوقت الحقيقي، واتخاذ القرار الذكي، والتبديل السريع. يراقب النظام باستمرار معلمات العاكس عبر عدة حساسات، بما في ذلك التيار الخارج، ودرجة الحرارة الداخلية، وحالة شحن البطارية (SOC)، والجهد/التردد. إذا تجاوز أي معلم حد الأمان، يقوم النظام فورًا بإصدار أمر التجاوز، مفعلاً مفتاح النقل الثابت (SCR أو IGBT) للتبديل إلى وضع التجاوز خلال 4–10 مللي ثانية.

تقوم عملية التبديل بإنشاء التجاوز قبل فصل العاكس، مما يضمن توصيل الشبكة بالحمل أولاً، ثم يتم فصل خرج العاكس بعد ذلك. هذا يضمن تزويدًا مستمرًا للطاقة إلى الحمل.

يعمل هذا الوضع بدون تدخل بشري وهو مصمم للاستجابة لمختلف الحالات غير الطبيعية، مما يضمن استمرار إمداد الطاقة وحماية النظام.

• السيناريو 1: حماية من الحمل الزائد
  يتم تفعيله عندما يتجاوز التيار الخارج القيمة المصنفة للعاكس. يتحول النظام إلى وضع التجاوز لتزويد الطاقة من الشبكة وحماية العاكس حتى يعود الحمل إلى مستوى آمن.
• السيناريو 2: حماية البطارية المنخفضة
  يتم تفعيله عندما تنخفض حالة شحن البطارية (SOC) عن العتبة المحددة (عادة 10–20%). يتحول النظام إلى تجاوز الشبكة لمنع التفريغ العميق ويعود تلقائيًا إلى وضع العاكس بعد شحن البطارية بشكل كافٍ.
• السيناريو 3: حماية من الأعطال الداخلية
  عند اكتشاف أعطال داخلية في الأجهزة، ينتقل النظام إلى وضع التجاوز، ويسجل رمز العطل، ويضع العاكس في حالة محمية تتطلب الإصلاح والتأكيد اليدوي قبل استئناف التشغيل العادي.
• السيناريو 4: حماية من ارتفاع الحرارة
  يحدث عندما تتجاوز درجة الحرارة الداخلية الحدود الآمنة. يطبق النظام تدابير التبريد وتقليل الطاقة، ويتحول إلى وضع التجاوز إذا لزم الأمر، ويستأنف التشغيل العادي بمجرد استقرار درجات الحرارة.

 

التجاوز اليدوي

التجاوز اليدوي هو وضع تشغيل قابل للعكس ومبادر به من المستخدم. اعتمادًا على تصميم العاكس، قد تكون وظيفة التجاوز مدمجة في العاكس أو منفذة من خلال مفتاح تجاوز خارجي (MBS) مثبت بشكل منفصل. يتيح هذا الوضع التدخل اليدوي الفوري عند الضرورة.

• السيناريو 1: الصيانة الروتينية
  يُستخدم التجاوز اليدوي أثناء الصيانة المجدولة لإيقاف تشغيل العاكس بأمان وخدمته بينما يستمر الحمل في التزويد من الشبكة.
• السيناريو 2: ترقية البرنامج الثابت
  عندما تتطلب تحديثات البرنامج الثابت إعادة تشغيل العاكس، يضمن التجاوز اليدوي استمرار توصيل الطاقة أثناء تحديث العاكس واختباره.
• السيناريو 3: تشخيص الأعطال والإصلاح
  يتيح التجاوز اليدوي عزل العاكس لإجراء تشخيصات مفصلة أو استبدال المكونات دون التأثير على الحمل.
• السيناريو 4: تشغيل النظام والاختبار
  أثناء تشغيل النظام لأول مرة، يتيح التجاوز اليدوي اختبارًا شاملاً للعاكس تحت ظروف حمل مختلفة قبل بدء التشغيل العادي.

 

كيفية تفعيل وضع تجاوز العاكس

وظيفة التجاوز التلقائي في العاكس مفعلة افتراضيًا. يمكن أيضًا ضبط تشغيلها عن طريق تعيين قيم تحفيز محددة وفقًا لأولويات مصادر الطاقة المختلفة. توضح الأوضاع الثلاثة التالية كيف يدير نظام العاكس الطاقة من الشبكة، والطاقة الشمسية، والبطارية في ظروف مختلفة.

وضع الإخراج الأولوي للشبكة (UTI)

في وضع UTI، يعطي النظام الأولوية للطاقة الشمسية لتزويد الحمل مع إبقاء الشبكة متصلة لتوفير تيار أدنى للحماية من التغذية العكسية ودعم القدرة التفاعلية.

عندما تكون الطاقة الشمسية كافية، تلبي أولاً طلب الحمل ثم تشحن البطارية. عندما تكون الطاقة الشمسية غير كافية، تعطي الأولوية لتعويض استنزاف البطارية الناتج عن مكونات المحول الداخلية، مع دعم الطاقة الشمسية المتبقية للحمل وأي نقص يتم تعويضه من شبكة الكهرباء.

تعمل البطارية كنسخة احتياطية - يتحول المحول بين أوضاع التشغيل فقط عند فشل الشبكة أو عملها خارج المعايير المقبولة، محولًا الطاقة من الألواح الشمسية والبطارية عبر دائرة المحول لتزويد التيار المتردد للحمل.

 

وضع SBU/SOL

في وضع SBU، يمكن التحكم في تشغيل النظام عن طريق ضبط نطاق جهد تشغيل البطارية. عندما لا يكون هناك إدخال شمسي أو تكون الطاقة الشمسية غير كافية لتلبية طلب الحمل، تقوم البطارية بتزويد الطاقة بشكل أساسي لمنع تقلبات الطاقة الشمسية من التأثير على الحمل.

يستمر هذا حتى ينخفض جهد البطارية إلى الحد الأدنى المسبق للتفريغ (البند 04)، عندها يتحول المحول تلقائيًا إلى وضع التجاوز وتقوم شبكة الكهرباء بتزويد الحمل.

بعد ذلك، يؤدي الشحن من كل من الطاقة الشمسية وشبكة الكهرباء إلى رفع جهد البطارية مرة أخرى إلى الحد الأعلى لنطاق التشغيل (البند 05)، مما يجعل النظام يخرج من وضع التجاوز ويستأنف التشغيل بالطاقة من البطارية.

 

وضع SOL

مماثل لوضع SBU، عندما لا تستطيع الطاقة الشمسية تلبية طلب الحمل بالكامل، تساعد البطارية حتى ينخفض جهدها تحت الحد الأدنى المسبق للتفريغ (البند 04)، مما يؤدي إلى تحول المحول إلى وضع التجاوز مع تزويد الحمل مباشرة من شبكة الكهرباء.

الفرق الرئيسي هو أنه عندما لا يكون هناك إدخال للطاقة الشمسية، بغض النظر عما إذا كانت البطارية قد استنزفت إلى إعداد الجهد الأدنى، يتحول المحول فورًا إلى وضع تجاوز الشبكة لتزويد الحمل وشحن البطارية. عندما يستأنف الإدخال الشمسي، يخرج النظام من وضع التجاوز.

 

وضع SUB

في وضع SUB، تعطي الطاقة الشمسية الأولوية لشحن البطارية مع تزويد الحمل بالطاقة جنبًا إلى جنب مع شبكة الكهرباء، بشرط وجود سعة شمسية متبقية. عندما تكون الطاقة الشمسية غير كافية، تعطي الأولوية لشحن البطارية بينما تقوم شبكة الكهرباء بتزويد الحمل بشكل مستقل.

بدون إدخال الطاقة الشمسية، تقوم شبكة الكهرباء بتزويد الحمل وشحن البطارية. فقط عندما تكون شبكة الكهرباء غير متوفرة، تقوم البطارية بتزويد الطاقة للحمل عبر المحول.