في عالم أنظمة القوى الكهربائية وحماية الشبكات، لا يقتصر الأمر على فصل الدوائر عند حدوث عطل فحسب، بل يتعلق أيضًا بمنع العمليات غير المرغوب فيها التي قد تؤدي إلى تفاقم الموقف أو تسبب أضرارًا كارثية. هنا يأتي دور نوعين بالغي الأهمية من الريليهات: ريليه القفل (Lockout Relay) و الريليه المضاد للضخ (Anti-Pumping Relay). يعمل هذان الجهازان كحراس أذكياء يضمنون الاستجابة المنطقية والآمنة للأعطال.
البطل الأول: ريليه القفل (Lockout Relay – LOR أو 86)
ما هو؟
ريليه القفل (يُرمز له غالبًا بالرقم 86 في مخططات الحماية) هو جهاز حماية “أحادي الاستقرار”. بمجرد أن يتم تحفيزه (تشميعه) بسبب عطل، يبقى في حالة نشطة حتى يتم إعادة ضبطه يدويًا من قبل مشغل مؤهل. يعمل كمركز قيادة يجميع إشارات “الأمر بالفصل” من مختلف أجهزة الحماية (مثل ريليهات التحميل الزائد، Differential Relays، ريليهات الأرضي) وينفذ أمر فصل نهائي.
كيف يعمل؟
- الكشف عن العطل: عندما يكتشف أي ريليه حماية (مثل 50، 51، 87) عطلًا خطيرًا، يرسل إشارة كهربائية إلى ملف تشغيل ريليه القفل (86).
- التفعيل والقفل: يستقبل ريليه القفل الإشارة ويقوم فورًا بفتح مجموعة من جهات الاتصال (Contacts) الخاصة به. هذه الجهات متصلة بدائرة فصل القاطع الرئيسي (Trip Circuit). بمجرد فتحها، تعلق في هذا الوضع حتى مع زوال إشارة العطل.
- الفصل النهائي: تمنع جهات اتصال الريليه المفتوحة أي إشارة طاقة من الوصول إلى دائرة إعادة الإغلاق (Close Circuit) للقاطع، مما يجعله “مقفولًا” في وضع الفصل.
- الإعادة اليدوية: بعد أن يحدد الفني سبب العطل ويصلحه، يجب عليه الذهاب إلى لوحة التحكم والضغط يدويًا على زر إعادة ضبط (Reset) ريليه القفل. هذا الإجراء المادي يضمن أن أحدًا لا يمكنه إعادة تشغيل النظام إلا بعد التأكد من زوال الخطر.
الوظائف والفوائد الأساسية:
- التجميع (Summation): يجمع أوامر الفصل من مصادر متعددة في نقطة واحدة.
- الإشارة والوضوح: غالبًا ما يحتوي على علم (Indicator Flag) أو ضوء يظهر بوضوح أن النظام في حالة قفل، مما يوجه الفريق الفني مباشرة إلى سبب المشكلة.
- السلامة: يمنع إعادة إغلاق القاطع تلقائيًا أو عن بعد على عطل دائم (مثل قصر على الخط)، مما قد يؤدي إلى انفجارات أو أضرار جسيمة في المعدات.
- تحسين استقرار النظام: يمنع “التضخم” (Pumping) المتكرر للقاطع على عطل دائم، مما يسبب اهتزازات خطيرة في الشبكة.
البطل الثاني: الريليه المضاد للضخ (Anti-Pumping Relay)
ما هو؟
الريليه المضاد للضخ (يُرمز له أحيانًا بـ 52Y أو AP) هو جهاز مصمم خصيصًا لمنع ظاهرة تسمى “الضخ” (Pumping) في دوائر التحكم بالقواطع. الضخ هو عملية فتح وإغلاق متكررة وسريعة للقاطع.
متى تحدث ظاهرة الضخ؟
تحدث عندما يكون زر “الإغلاق” (Close Button) مضغوطًا أو عالقًا باستمرار، وفي نفس الوقت يوجد ريليه حماية (مثل OCR) يأمر بفصل القاطع بسبب عطل دائم. السيناريو كالتالي:
- يقوم المشغل (أجهزة التحكم الآلي) بالضغط على زر الإغلاق، فيغلق القاطع.
- يكتشف ريليه الحماية العطل الدائم ويأمر بفتح القاطع.
- نظرًا لأن أمر الإغلاق (الزر المضغوط) لا يزال فعالاً، تحاول دائرة التحكم إغلاق القاطع مرة أخرى فور فتحه.
- تستمر هذه الحلقة المفرغة: إغلاق → فصل → إغلاق → فصل، مما يؤدي إلى تدمير ميكانيكي سريع للقاطع ومحركات الإغلاق الخاصة به.
كيف يمنع الريليه المضاد للضخ هذه الظاهرة؟
- في الحالة الطبيعية: يكون الريليه غير نشط، وتكون جهات اتصاله (عادةً مفتوحة) مفتوحة.
- عند بدء أمر الإغلاق: عندما يُضغط زر الإغلاق، يمر التيار عبر ملف الريليه المضاد للضخ، فتنغلق جهات اتصاله وتحافظ على الدائرة مغلقة (تعمل كقفل ذاتي).
- عند حدوث عطل وأمر فصل: عندما يأتي أمر فصل من ريليه الحماية، لا يؤثر هذا مباشرة على الريليه المضاد للضخ. ولكن، لأن القاطع يفتح، يتم قطع التيار عن ملف الريليه المضاد للضخ تلقائيًا عبر جهات اتصال مساعدة في القاطع (52b Contact).
- عملية القفل: عند قطع التيار عن الملف، يفقد الريليه طاقته، ولكن بهيكل ميكانيكي-كهربائي مصمم بحيث تفتح جهات اتصاله الرئيسية وتبقى مفتوحة حتى لو عاد التيار (أي إذا كان زر الإغلاق لا يزال مضغوطًا).
- كسر الحلقة: تمنع جهات اتصال الريليه المفتوحة الآن تيار الإغلاق من الوصول إلى ملف إغلاق القاطع، حتى لو كان زر الإغلاق مضغوطًا. يتم كسر الحلقة.
- الإعادة: لإعادة الضبط، يجب تحرير زر الإغلاق أولاً، مما يسمح للريليه المضاد للضخ بالعودة إلى حالته الطبيعية واستعداده لدورة إغلاق جديدة.
الوظائف والفوائد الأساسية:
- حماية القاطع الميكانيكية: يمنع التآكل السريع لمحركات الإغلاق والأجزاء الميكانيكية داخل القاطع.
- استقرار النظام: يمنع الاهتزازات والاضطرابات المتكررة في الشبكة الناتجة عن عمليات الفصل والإغلاق المتلاحقة.
- تكامل الدائرة: يضمن أن أمر الإغلاق يكون “نبضة” واحدة وليس أمرًا مستمرًا.
الفرق الرئيسي بينهما: خلاصة مقارنة
| السمة | ريليه القفل (Lockout Relay – 86) | الريليه المضاد للضخ (Anti-Pumping Relay) |
|---|---|---|
| الغرض الأساسي | فصل النظام وإبقائه مقفولًا بعد أي عطل خطير. | منع التكرار السريع للفصل والإغلاق عند وجود أمر إغلاق مستمر وعطل دائم. |
| نطاق التأثير | نظامي (System-Wide): يقفل جميع محاولات إعادة الإغلاق للقاطع. | محلي (Local): يحمي القاطع الفردي نفسه من التلف الميكانيكي. |
| مصدر التفعيل | يتم تفعيله بواسطة أجهزة حماية مختلفة (OCR, DFR, EF, 등). | يتم تفعيله بواسطة أمر الإغلاق المستمر نفسه، بالاشتراك مع أمر الفصل. |
| طريقة الإعادة | يدوية (Manual) فقط من قبل مشغل. | تلقائية (Automatic) بمجرد تحرير زر الإغلاق. |
| رمز ANSI | 86 | 52Y (مرتبط بدائرة القاطع 52) |
خلاصة
يعمل ريليه القفل (86) والريليه المضاد للضخ (52Y) معًا في تناغم لضمان تشغيل آمن وموثوق لأنظمة الطاقة. يعمل الأول كقائد عام يعلن حالة الطوارئ ويوقف النظام بأكمله لحين التدخل البشري، بينما يعمل الثاني كحارس شخصي ذكي للقاطع يمنعه من إيذاء نفسه في ظروف تشغيلية معينة. فهم هذين الجهازين والعلاقة بينهما أمر أساسي لأي مهندس يعمل في مجال حماية أنظمة القوى الكهربائية.
