هي نوع من أنواع المرحلات المستخدمة في أنظمة حماية الشبكات الكهربائية. سأقوم بترجمة المحتوى الرئيسي للمقالة وشرحه بشكل مفصل:
ما هي مرحلات المسافة (Distance Relays)؟
مرحلات المسافة هي أجهزة حماية تستخدم في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية لحماية الخطوط الكهربائية من الأعطال مثل القصر الكهربائي (Short Circuits) أو الأعطال الأرضية (Ground Faults). تعتمد هذه المرحلات على قياس المسافة الكهربائية بين موقع المرحل ونقطة العطل، وتحديد ما إذا كان العطل يقع ضمن منطقة الحماية المحددة.
كيف تعمل مرحلات المسافة؟
تعمل مرحلات المسافة عن طريق قياس الجهد (Voltage) والتيار (Current) في الخط الكهربائي. باستخدام هذه القياسات، تقوم المرحلة بحساب مقاومة الخط (Impedance) بين موقعها ونقطة العطل. إذا كانت المقاومة المحسوبة أقل من قيمة محددة مسبقًا (تعتمد على طول الخط وخصائصه)، فإن المرحلة تفترض وجود عطل وتقوم بإرسال إشارة لفصل الدائرة الكهربائية.
الخطوات الرئيسية لعمل المرحل:
- قياس الجهد والتيار: يتم قياس الجهد والتيار في نقطة تركيب المرحل.
- حساب المقاومة (Impedance): يتم حساب المقاومة باستخدام العلاقة التالية:
Z = V \ I
حيث:
- ( Z ) هي المقاومة.
- ( V ) هو الجهد.
- ( I ) هو التيار.
- مقارنة المقاومة مع القيمة المحددة: إذا كانت المقاومة المحسوبة أقل من القيمة المحددة (التي تمثل منطقة الحماية)، يتم تشغيل المرحل.
- إرسال إشارة الفصل: يتم إرسال إشارة إلى قواطع الدائرة (Circuit Breakers) لفصل الجزء المعطوب من الشبكة.
أنواع مرحلات المسافة
هناك عدة أنواع من مرحلات المسافة، منها:
- مرحلات المسافة ذات المنطقة الواحدة (Single Zone Distance Relays):
- تحمي منطقة محددة من الخط.
- تستخدم عادة في الخطوط القصيرة.
- مرحلات المسافة متعددة المناطق (Multi-Zone Distance Relays):
- تحمي عدة مناطق من الخط.
- تستخدم في الخطوط الطويلة حيث يتم تقسيم الخط إلى عدة أقسام.
- مرحلات المسافة الاتجاهية (Directional Distance Relays):
- تقوم بحماية الخط في اتجاه محدد.
- تستخدم في الشبكات الحلقية أو المعقدة.
مزايا مرحلات المسافة
- دقة عالية: يمكنها تحديد موقع العطل بدقة.
- سرعة الاستجابة: تعمل بسرعة لفصل الدائرة عند حدوث عطل.
- مرونة: يمكن استخدامها في خطوط نقل طويلة وقصيرة.
- حماية متعددة المناطق: يمكنها حماية عدة أقسام من الخط.
عيوب مرحلات المسافة
- التأثر بالتغيرات في الشبكة: قد تتأثر دقة المرحل بالتغيرات في خصائص الشبكة مثل التحميل الزائد.
- التكلفة العالية: تعتبر أكثر تكلفة مقارنة ببعض أنواع المرحلات الأخرى.
- تعقيد الضبط: تتطلب ضبطًا دقيقًا للقيم الزمنية والمقاومة.
تطبيقات مرحلات المسافة
تُستخدم مرحلات المسافة في:
- خطوط النقل الكهربائية: لحماية الخطوط الطويلة من الأعطال.
- أنظمة التوزيع: لحماية الشبكات الكهربائية في المدن والمناطق الصناعية.
- الشبكات الحلقية: حيث تكون الحماية الاتجاهية ضرورية.
