أنواع أجهزة الريلاي الحمائية الكهربائية أو أجهزة الريلاي الوقائية
تعريف جهاز الحماية
يعتبر جهاز الحماية جهازاً آلياً يكتشف حالة غير طبيعية في دائرة كهربائية ويغلق ملامسه. هذه الملامسات بدورها تغلق وتكمل دائرة فصل الكسر وبالتالي تفصل الجزء المعطوب من الدائرة الكهربائية عن الجزء السليم منها.
لنناقش الآن بعض المصطلحات المتعلقة بجهاز الحماية.
مستوى التشغيل للإشارة المؤثرة:
قيمة الكمية المؤثرة (جهد أو تيار) التي تكون فوق العتبة والتي يبدأ الجهاز بالعمل عند تجاوزها.
إذا زادت قيمة الكمية المؤثرة، فإن التأثير الكهرومغناطيسي للفائف في الجهاز يزيد، وفوق مستوى معين من الكمية المؤثرة، يبدأ الجزء المتحرك في الجهاز بالتحرك.
مستوى إعادة الضبط:
القيمة التي يكون فيها التيار أو الجهد أقل مما يجعل الجهاز يفتح ملامسه ويعد إلى وضعه الأصلي.
وقت تشغيل الجهاز:
بعد تجاوز مستوى التشغيل للكمية المؤثرة، يبدأ الجزء المتحرك (مثل القرص الدوار) في الجهاز بالتحرك ويغلق في النهاية ملامسه. الزمن الذي يمر بين اللحظة التي تتجاوز فيها الكمية المؤثرة قيمة التشغيل واللحظة التي يغلق فيها ملامس الجهاز.
وقت إعادة الضبط للجهاز:
الزمن الذي يمر بين اللحظة التي تصبح فيها الكمية المؤثرة أقل من قيمة إعادة الضبط واللحظة التي يعد فيها ملامس الجهاز إلى وضعه الطبيعي.
نطاق الجهاز:
يعمل جهاز المسافة عندما تكون المسافة التي يراها الجهاز أقل من المعاوقة المحددة مسبقاً. المعاوقة المؤثرة في الجهاز هي دالة للمسافة في جهاز حماية المسافة. هذه المعاوقة أو المسافة المقابلة لها تسمى نطاق الجهاز.
يمكن تصنيف أجهزة حماية نظام الطاقة إلى أنواع مختلفة من الأجهزة.
أنواع الأجهزة
تعتمد أنواع أجهزة الحماية بشكل أساسي على خصائصها وطقسها ومعلمة التشغيل وآلية العمل.
يمكن تصنيف أجهزة الحماية بناءً على آلية العمل إلى أجهزة كهرومغناطيسية وأجهزة ثابتة وأجهزة ميكانيكية. في الواقع، يعتبر الجهاز مجرد تركيب من واحد أو أكثر من الملامسات المفتوحة أو المغلقة. تتغير هذه الملامسات كلها أو بعضها عند تطبيق المعلمات المؤثرة على الجهاز. هذا يعني أن الملامسات المفتوحة تصبح مغلقة والملامسات المغلقة تصبح مفتوحة. في الجهاز الكهرومغناطيسي، يتم فتح وإغلاق ملامسات الجهاز بواسطة الفعل الكهرومغناطيسي للمغناطيس.
في الجهاز الميكانيكي، يتم فتح وإغلاق ملامسات الجهاز بواسطة نقل ميكانيكي لنظام مختلف من الأسنان.
في الجهاز الثابت، يتم ذلك بشكل أساسي بواسطة مفاتيح شبه الموصلات مثل ثايرستور. في الجهاز الرقمي يمكن اعتبار الحالة على وعندما تكون 1 و 0.
يمكن تصنيف أجهزة الحماية بناءً على الخصائص إلى:
أجهزة زمن محدد
أجهزة زمن عكسي بمدة زمنية محددة (IDMT)
أجهزة فورية.
IDMT مع فوري.
خواص متدرجة.
مفاتيح مبرمجة.
أجهزة جهد مقيدة بتيار الزائد.
يمكن تصنيف أجهزة الحماية بناءً على المنطق إلى-
تفاضلي.
غير متوازن.
إزاحة المحايد.
اتجاهي.
خطأ الأرض المقيد.
زيادة التدفق.
خطط المسافة.
حماية الشبكة الرئيسية.
أجهزة قوة عكسية.
فقدان الإثارة.
أجهزة المرحلة السلبية المتسلسلة وما إلى ذلك.
يمكن تصنيف أجهزة الحماية بناءً على معلمة التشغيل إلى-
أجهزة تيار.
أجهزة جهد.
أجهزة تردد.
أجهزة قوة وما إلى ذلك.
يمكن تصنيف أجهزة الحماية بناءً على التطبيق إلى-
جهاز رئيسي.
جهاز احتياطي.
يعتبر الجهاز الرئيسي أو جهاز الحماية الرئيسي الخط الأول من حماية نظام الطاقة بينما يعمل الجهاز الاحتياطي فقط عندما يفشل الجهاز الرئيسي في العمل أثناء العطل. لذلك يكون الجهاز الاحتياطي أبطأ في العمل من الجهاز الرئيسي. قد يفشل أي جهاز في العمل لأي من الأسباب التالية،
أن يكون الجهاز نفسه معطلاً.
عدم توفر الجهد المباشر لتغذية الجهاز.
قطع الربط من لوحة الجهاز إلى القاطع الكهربائي.
قطع أو تعطل ملف القاطع في القاطع الكهربائي.
عدم توفر إشارات التيار أو الجهد من محولات التيار (CTs) أو محولات الجهد (PTs) على التوالي.
نظرًا لأن الجهاز الاحتياطي يعمل فقط عندما يفشل الجهاز الرئيسي، يجب ألا يكون للجهاز الاحتياطي أي شيء مشترك مع الجهاز الرئيسي.
بعض الأمثلة على الجهاز الميكانيكي هي:
حراري
قطيعة درجة حرارة الزيت (OT trip)
قطيعة درجة حرارة اللف (WT trip)
قطيعة درجة حرارة المحامل وما إلى ذلك.
نوع العائم
بوخولتز
OSR
PRV
تحكم مستوى المياه وما إلى ذلك.
مفاتيح الضغط.
المقفالات الميكانيكية.
جهاز اختلاف القطبيات.
قائمة بأجهزة الحماية المختلفة المستخدمة لحماية معدات نظام الطاقة المختلفة
لنلقي الآن نظرة على أجهزة الحماية المختلفة المستخدمة في حماية معدات نظام الطاقة المختلفة.
أجهزة حماية خطوط النقل والتوزيع
| رقم | الخطوط المراد حمايتها | الأجهزة المستخدمة |
| 1 | خط نقل 400 كيلوفولت | الرئيسي الأول: نظام المسافة غير المبدّل أو الرقمي الرئيسي الثاني: نظام المسافة غير المبدّل أو الرقمي |
| 2 | خط نقل 220 كيلوفولت | الرئيسي الأول: نظام المسافة غير المبدّل (مزود من محولات الجهد) الرئيسي الثاني: نظام المسافة المبدّل (مزود من محولات الجهد الخطية) مع إمكانية التحويل من محولات الجهد إلى محولات الجهد الخطية والعكس. |
| 3 | خط نقل 132 كيلوفولت | الحماية الرئيسية: نظام المسافة المبدّل (مزود من محولات الجهد). الحماية الاحتياطية: 3 أجهزة حماية IDMT غير اتجاهية و جهاز حماية IDMT اتجاهي واحد. |
| 4 | خطوط 33 كيلوفولت | أجهزة حماية IDMT غير اتجاهية 3 O/L و 1 E/L. |
| 5 | خطوط 11 كيلوفولت | أجهزة حماية IDMT غير اتجاهية 2 O/L و 1 E/L. |
