التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربانية حماية النظم الكهربائية اللصهرات و القواطع الكهربانية والمرحلات
نظارية الأداء
العزوم المتولد ةي المرحل هي :
1 ‏عزم التشغيل ,1 ؛ وهو يتناسب مع مريبع التيار عاج‎ ١
127 ‏"عزم مقاومة الزنبرك 9 1 :وهو ثابت‎
حيث 1 هو تيار اللقط
حيث (1 ) هي المسافة التي يتحركها القرص قبل آن يتلامس طرفاه و () ) هو زمن حركة القرص
(على فرض أن سرعة القرص ثابتة)
ولذلك فإن العزم الكلي المؤثر على القرص هو :
ويبدا القرص به الحركة عندما يكون ‎٠‏ < 1 ؛ أي :
ويتضح من هذه العلاقة الأخيرة آنه لقيمة معينة لكل من 1 81120 1 فإن زمن تشغيل المرحل يتناسب
عكسيا مع مربع التيار المار به كما هو مبين بالشكل (7 75) ولهذا فإن هذه المرحلات تعرف
بالمرحلات ذات الزمن العكسي (10818775 111116 - 11176:56)

التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربائية حماية النظم الكهربائنية المصهرات و القواطع الكهربائية والمرحلات
شكل (7 76) المنحني الخصائصي لمرحل حثي ذي كمية تشغيل واحدة
الخواص
يتضح من الشرح السابق أنه يمكن التحكم ب زمن تشغيل المرحل المناظر لنفس قيمة التيار وذلك عن
طريق التحكم يق المسافة التي يدورها القرص ويمكن بالإضافة إلى ذلك تغيير قيمة تيار اللقل عن
طريق تغيير عدد لفات ملف مغناطيسي المرحل نظرا لآن عزم الدوران يعتمد على الفيض المغناطيسي وعدد
١ضبط‏ للزمن عن ضبط المسافة التي يدورها القرص قبل أن يتلامس طرفا المرحل ويبين ذلك على
المرحل باختيار معامل معين يسمى المضروب الزمني (5601117718 1101101161 111116 ) تتراوح قيمته
بين ‎٠,9 © ١١‏ عادة وكلما قل المضروب الزمني قل زمن تشغيل المرحل لنفس قيمة التيار
ضبط لتيار اللقط عن طريق تغيير و ضع قابس التيار ويتغير تبعا لذلك عدد اللفات التي يمر فيها
التيار وبذلك يمكن تحديد قيمة تيار بدء عمل المرحل
وللاستقادة من هاتين الوسيلتين يزود المرحل من الشركة الصانعة له بمجموعة منحنيات خصائصية تربط
بين زمن تشغيل المرحل والتيار المار به؛ ويناظر كل منحني مضروبا زمنيا معينا ويمكّن بذلك اختيار
المنحني المناسب عند ضبط المرحل بحيث يتناسق مع المرحلات المجاورة ووسائل الحماية الأخرى لخ
الشبكة بغرض الحصول على التمييز المعللوب ويبين الشكل (7 10) مجموعة من هذه المنحنيات التي
ترسم عادة على مقياس لوغاريتمي للزمن والتيار بحيث يمثل المحور الأفقي النسبة بين التيار الفعلي المار
ب المرحل و تيار اللقط المناظر لوضع القابس:

التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربانية حماية النظم الكهربائية اللصهرات و القواطع الكهربانية والمرحلات
وو هوج
‏المنحنيات الخصائصية لمرحل حثي ذي كمية تشغيل واحدة ومضروبات زمنية مختلفة‎ ): ٠ ‏شكل(7؟‎
‏(صنع وستنجهاوس)‎
(ب) المرحلات الإدءتاآيكية
يعرف المرحل الإستاتيكي بأنه مرحل تنشاً فيه الاستجابة المطلوبة عن طريق مكونات الكترونية أو
مغناطيسية أو آية مكونات أخرى دون حلوث حركة
إن التطور السريع الذي تحقق يذ صناعة أشباه الموصلات خلال العقود الثلاثة الماضية قد ساهم بدرحة
كبيرة يك إمكانية صناعة واستخدام المرحلات الإستاتيكية على نطاق واسع ويمكن القول بأن جميع
وظائف وخصائص المرحلات الكهروميكانيكية قد أمكن تحقيقها الآن بالمرحلات الإستاتيكية
بصورة اقتصادية وآداء أفضل وجدير بالذكر آن المرحلات الإستاتيكية تتفوق ب آدائها على المرحلات
الكهروميكانيكية ل حالات المرحلات المعقدة نسبيا كمرحلات المعاوقة والمرحلات الفرقية وعلى
العكس ؛ فإن مرحلات تجاوز الحمل الكهرو ميكانيكي لاتزال أبسط وآنسب بق آدائها من المرحلات
الإستاتيكية

التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربائية حماية النظم الكهربائنية المصهرات و القواطع الكهربائية والمرحلات
التركيب الأساسي لمرحل الحماية الإهتاذيكي
يبين شكل (7 ‎)1١‏ المكونات الأساسية للمرحل الإستاتيكي يتم فيه تغذية عنصر التحويل بإشارة
التغذية عن طريق دائرة القياس ‎)١(‏ والتي تكون عبارة عن محول جهد أو محول تيار أو الاثنين معا يتم
بذلك تحويل إشارة التغذية داخل عنصر التحويل (3) إلى كميات يمكن التعامل معها بسهولة بواسطلة
عنصر القياس( ) بيدا عنصر القياس ب العمل عندما تصل قيمة إشارة التغذية إلى حد معين حيث يعطلي
حينثذ إشارة القفل يستقبل عنصر الخرج (0) هذه الإشارة ويقوم بتكبيرها و تقويتها ثم نقلها إلى عنصر
التحكم (0) الذي يعطي بنوره الإشارة النهائية لدائرة إعتاق قاطع الدائرة ويتم تغذية عنصري القياس
والخرج عن طريق عنصر التغذية ( /) ويحصل عنصر التغذية على الطاقة اللازمة إما من مصدر جهد
‎١‏ دائرة قيلاسن ‎١‏ إشارة الخرج
؟ إشارات القيلين ‎١‏ , عنصر التحكم
3 عتصدر التحويل 4 عنصدر التغذبة
عنصدر القباس 4 مصدر جهد مساعد ‎١‏
‏5 عنصر الخرج ‎٠١‏ تغذية دائرة القبلن ”التي

التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربانية حماية النظم الكهربانية الملصهرات و القواطع الكهربائية والمرحلات
مرحل الترائزستور
بيين شكل (7 17 ) مرحل ترانزستور يكافئ ةك طريقة آداته المرحل ذا الذراع المنجذب يتناسب
جهد الدخل ,1/7 ( وهو جهد قاعدة الترانزستور 3) مع مقدار تيار أو جهد منظومة القوى المركَب عليها
المرحل عندما يكون ,أ أقل من جهد الباعث ج17 فإن ملتقى القاعدة الباعث يكون "ب حالة انحياز
عكسي وبذلك لايمر تيارلي دائرة الباعث 15 المجمع 2 إذا زاد ,أ عن ع7 يصبح انحياز القاعدة
الباعث آمامي مما يؤدي إلى مرور تيار لي دائرة حمل المرحل قالتي تكون هي دائرة إعتاق القاطع
شكل ( 7 17) مرحل ترانزستور فوري
(ج) دواذر التاخبر الزمني
للحصول على التاخير الزمني المعللوب تستخدم دوائر التأخير الزمني على النحو التالي ؛
١تستخدم‏ كابلات أو خملوط التاخير المستعملة عادة يخ منظومات الاتصالات و ذلك للحصول على تأخير
"للحصول على تأخير زمني سي حنود الميللي ثانية تستخدم دوائر رنينية من مفاعلات و مكثفات ( دوائر
*للحصول على تأخير زمني أكبرمما سبق تستخدم دوائر من مقاومات ومكثفات ( دوائر 0 -]

التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربائية حماية النظم الكهربائنية المصهرات و القواطع الكهربائية والمرحلات
شكل ( 7 17 ) الدائرة المكافتة لخط التأخير الزمني
١د‏ )مرحل تجاوز التيارالتراذزي تور
بيين الشكل (7 14 ) إحدى دوائر مرحل تجاوز الحمل الترانزستور و يستقبل محول التيار المساعد
إشارة الدخل من محول التيار الرئيسي حيث يغذي بها قنطرة تقويم كاملة الموجة ( يتم حماية قنطرة
التقويم ضد الجهود العابرة العالية بواسحلة الدائرة المكونة من 16 ع ,) تغني إشارة خرج قنطرة
التقويم قاعدة الترانزستور ,1 على المقاومة +16 ويتم تنعيم هذا الخرج بواسحلة المكثف ,0 عندما
يتعدى جهد قاعدة ,1 قيمة محددة بواسحلة مقسم الجهد 1 ونسبة تحويل محول التيار المساعد بيدأ
الترانزستور ,1 يق العمل حيث يؤدي هذا إلى عمل الترانزستور ,1 وقفل دائرة الإعتاق +11 يتم ضبطط
درجة الحرارة بواسحلة المنظم الحراري 111 بينما يعمل الصمام الثنائي (آ على حماية ملف المرحل يزود
الملف الثانوي للمحول المساعد بمخارج مختلفة لضبطط نسة التحويل
المحول المساعد
شكل (7 14 ) دائرة مرحل تجاوز تيار ترانزستور فوري

التخسس 8 ؟ كهر الوحلة الأولى
‎١‏ المصطلحات المس تعملة في مجال حماية النظم الكهردية
‏» كلمة (140111021 ) تشير إلى الحالة السليمة أو حالة اللاعطل ل الدائرة المحمية ولكن عندما
‏تستخدم يذ مجال التوصيلات لملامس المرحل فإنها تعني أن المرحل غير مهيج
‏» كلمة ( 1461835 ) وهي المرحلات أي الأجهزة التي تعمل عمل المراقب الزي لا يتعب فهي تقيس
وباستمرار الكميات الكهربية للدائرة المحمية؛ و جاهزة لإعطاء الأمر للقاطع ليفصل الدائرة حالا
عندما يصبح أحد تلك الكميات أكبر من العادي أي 220110111181 ( حالة العطل للدائرة المحمية)
‏إن اصطلاح (010)0) )001180 0161 (1له10 1101 يعني أن الملامس للمرحل مفتوح ب الحالة
الطبيعية أي عندما يكون المرحل غير مهيج كما تشير إلى أن الملامس يقوم بإغلاق الداثرة عندما
يعمل المرحل ويسمى هذا الملامس بملامس وصل أو ملامس عامل وهذا النوع من الملامسات مستخدم
بخ المرحلات المصممة لتعمل يخ ظروف حالة ارتفاع الكميات العاملة مثل مرحل زيادة التيار أو المرحل
الذي يعمل عند زيادة الجهد أو زيادة التردد
‏* إن مصطلح (0700 )001182 10560 1101102115 يعني أن ملامسات المرحل مغلق بخ الحالة
الطلبيعية عندما يكون المرحل غير مثار أو غير مهيج وعذد إثارته فإن الملامسات تفتح ويعرف أيضا بآنه
ملامس يفتح الدائرة أو ملامس عكسي ويمكن أن يتضمن المرحل على ملامسات عاملة (مفتوحة لخ
الأحوال يكون للملامس إحدى موضعين إما وضعية الوصل أو وضعية الفصل وعندما يكون الملامس
الملامس ب وضعية الفصل فإنه لا يمر فيه تيار
‏© المرحلات الأولية | 1468358 جتمسفظ
وهي المرحلات التي توصل بشكل مباشر بق الدائرة المحمية

التخصس 05 كهر الوحلة الثائنية
قوى كهربانية حماية النظم التهربائية اللصهرات و القواطع الكهربانية والمرحلات
4 الحماية ضد زيادة التيار 101601101 (0/0) أ61 0111 :01706
إن نظام الحماية ضد زيادة التيار هو أكثر النظم شيوعا واستخداما يك حماية منظومات التوزيع يعتمد
هذا النوع من الحماية أساسا على مرحلات تجاوز التيار وتكون هذه المرحلات عادة إما مرحلات الذراع
المنجذب أو مرحلات حثية ذات كمية تشغيل واحدة
تستخدم مرحلات الذراع المنجذب ب حالات التشغيل الفوري للحصدول على علاقة خصائصية ذات أقل
محدد زمني بينما تستخدم المرحلات الحثية للحصول على علاقة عكسية بين الزمن والتيار وي هذه
الحالة يقل زمن التشغيل بسرعة كبيرة مع إزدياد التيار بحيث يكاد أن يكون التشغيل فوريا بالنسبة
لتيارات القصر وهذه الخاصية غير مرغوبة إذا آردنا التنسيق بين مرحلين أو أكثر على التوالي حيث
يصعب التمييز بينهم يخ حالات الخطاآً ولذلك فإن التصميم الحديث لبذه المرحلات يستخدم ظاهرة
التشبع المغناطيسي ب دائثرة المغناطيس الكهربي للحصول على منحني خصائصي يصل إلى قيمة دنيا
محددة لزمن التشغيل كما هو مبين بالشكل (؟ 40 8) ويعرف هذا النوع من المرحلات بمرحل عكسي
ذي قيمة صغرى محددة الزمن (110111 رماع 1106 صصص - عانصتاء 10 - 1176526
وبيين الشكل (7 40 0)المنحنيات الخصائصية لثلاثة أنواع من المرحلات العكسية ويمكن ل بعض
الأحيان الحصول على المنحني الخصائصي المبين بالشكل (7 40 0) عن طريق استخدام مرحل له
عنصران؛ أحدهما حثي له علاقة عكسية والآخر كهرو مغناطيسي يعمل فوريا ويتم اختبار نوع المرحل
على أساس متطلبات التنسيق بحيث يمكن التوصل إلى التنسيق الأمثل بين المرحلات وبعضها أو بين
المرحلات وآ جهزة الحماية الأخرى مثل القواطع والمصهرات
ثانية
‏عكسية محددة للزمن
(8) مرحلات ذات علاقات عكسية

التخمس 55 ؟ كير الوحلة الثائية
قوى كهربانية حماية النظم الكهربانية اللصهرات و القواطع الكهربائية والمرحلات
ثانية
فوري
() مرحل ذو علاقة عكسية بيمة صغرى محددة للزمن
د لالات