Dr. M. Walid Issa
نظام الوقاية المسافية Distance protection
إن وقاية وحماية الخطوط والمغذيات والتى تعتمد أساسا على مقارنات قيم التيار عند كل من نهاية الحظ تعتبر طريقة غير اقتصادية لضرورة مد أسلاك على طول الخط مما قد يعرضها للعطل. أما نظم الوقاية باستخدام مبدأ المقارنة والذي يحدد أساسًا مكان العطل وقياس الممانعة يتم باستخدام مرحلات مقارنة. والمرحل البسيط من النوع الذي يستخدم الممانعة موضح بالشكل التالي والذي يغذي فيه ملف بالتيار المتناسب مع تيار العطل والملف الآخر سيتم تغذيته بتيار متناسب مع الجهد الحلقي للعطل. وتحت ظروف التشغيل الطبيعية يتعدي عزم الشد (الجذب ) المتولد بملف مغناطيس الجهد القيمة المتولدة بملف مغناطيس التيار مما يعمل على فتح الأقطاب . أما في حالة أعطال التماس التى تقع داخل نطاق عمل المرحل فيزداد التيار الذي يسري خلال ملف التيار بينما يقل التيار الذي يسري خلال ملف الجهد ومن ثم يعمل المرحل على تشغيل قاطع الدائرة .
والمرحل السابق وصفه هو مرحل المعاوقة العادي والذي تظهر خصائصه في الشكل التالي والذي يستجيب للأعطال التى تحدث بعده ( الربع الثالث ) على الرسم (X-R) بالإضافة إلى الأعطال التى تحدث قبل.
ولمنع ذلك يتم إضافة مرحل اتجاهي منفصل يعمل على منع التشغيل للأعطال التى تحدث خلف المنطقة المطلوب حمايتها ومرحلات المفاعلة ومرحل Mho بخصائصها الموضحة في الشكل التالي تربط قدرة المرحل على قياس المعاوقة مع قدرته الاتجاهية أيضًا و تشغيل مرحل Mho يعطي للمرحل عندما يمر محيط الدائرة خلال نقطة الأصل وينبع هذا التشغيل من الحقيقة التى تجعل خاصية مرحل Mho خط مستقيم في مستوي السماحية (admittance ).
والتطبيقات الأولية للوقاية باستخدام المعاوقة تجعل أزمنة تشغيل المرحل دالة في المعاوقة إلى نقطة العطل بمعني أنه كلما قرب العطل يقل زمن التشغيل وهذا ما يتم توضيحه في الشكل التالي
ولهذا النظام نفس عيوب نظام الوقاية بزيادة التيار المذكور سابقًا ومن الناحية العملية يتم ضبط المرحل حتى يعمل لحظيًا للأعطال التى تحدث خلال 80% من طول المغذي ( وهو ما يعرف بالمنطقة الأولي ) أما الأعطال التى تحدث خلف هذه النقطة والتى تمتد إلى نقطة منتصف المغذي التالي يتم اكتشافها بمد المنطقة التى يضبط عندها المرحل من المنطقة الأولي إلى ضبطه إلى المنطقة الثانية بعد تأخر زمني يساوى تقريبًا من 0,5 إلى 1 ثانية ) . والمنطقة الثانية للمرحل الأول لن تكون أقل من 20 % من طول المغذي الأول والامتداد في الضبط يحدث بزيادة المعاوقة الموجودة على التوالي مع تيار ملف الجهد للمرحل. ويتم الحصول على المنطقة الثانية ( باستخدام مرحل مبدئي ) والتى تمتد من نقطة منتصف المغذي الثاني إلى المغذي الثالث بنسبة 25% من طوله مع تأخر آخر من (1إلى 2 ثانية ) مما يحقق أيضًا فكرة الحماية الإضافية. و الشكل يوضح منحنيات المسافة مع الزمن للنظام ذو الثلاث مغذيات.
نظم الوقاية باستخدام مرحلات المعاوقة تستخدم وحدات متعددة من المرحلات يتم تنظيمها حتى تعطي الخواص المطلوبة مثل الموضحة في الشكل ويشتمل النظام التقليدي على :
- اثنان من وحدات Mho المعدلة ( لكل منهما ثلاث عناصر ) تعمل الوحدة الأولي لبدء الأعطال الأرضية ومرحل لقياس المنطقة الثالثة أما الوحدة الثانية فتعمل لبدء أعطال الطور وتعمل كمرحل لقياس المنطقة الثالثة .
- اثنان من وحدات Mho المستقطبة ( لكل منهما ثلاث عناصر ) وتعمل الوحدة الأولي كمرحل للأعطال الأرضية لقياس المنطقة الأولي والثانية أما الوحدة الثانية فتعمل كمرحل لأعطال الطور لقياس المنطقة الأولي والثانية .
- اثنان من مرحلات التأخر الزمني لقياس الزمني للمنطقتين الثانية والثالثة
والفرق الأساسي يبين مرحلات الأعطال الأرضية وأعطال الطور هي توصيلات محولات الجهد (P.T) ومحولات التيار (C.T) والتى تصمم حتى تجعل المرحل يستجيب لنوع العطل المخصص له .
