مرحّلات الحماية وأكواد ANSI: الوظائف 50/51 و27/59 و87
أكواد ANSI لمرحّلات الحماية: أكواد ANSI هي اللغة المشتركة لوظائف الحماية: 50 تيار زائد لحظي، 51 تيار زائد بزمن عكسي، 50N/51N عطل أرضي، 27/59 انخفاض وارتفاع الجهد، 87 حماية تفاضلية. ويتقرر اختيار المرحّل مع صنف محول التيار ودائرة الفصل.
المحتويات
في خلايا الجهد المتوسط واللوحات الكبيرة للجهد المنخفض لم تعد الحماية تُبنى من مرحّلات كهروميكانيكية منفصلة، بل من مرحّلات رقمية تجمع وظائف متعددة في صندوق واحد. وتسرد الكتالوجات هذه الوظائف بأرقام ANSI/IEEE C37.2. وقراءة هذه الأرقام أسرع طريقة لمعرفة أنواع الأعطال المغطاة فعلاً؛ فوجود الوظيفة 51 دون 51N يعني أن الأعطال الأرضية تبقى بلا حماية.
ماذا يفعل مرحّل الحماية؟ القياس والقرار والفصل
يأخذ المرحّل الرقمي عينات من إشارات محولات التيار والجهد، ويرشّح التوافقية الأساسية لحساب القيمة الفعالة، ثم يقارنها بالعتبات المسجلة في ملف الضبط. وعند تجاوز العتبة تبدأ وظيفة التوقيت، وفي نهاية الزمن يُغذّى خرج الفصل فيعمل ملف فصل القاطع. ويجب التحقق من كل حلقة في هذه السلسلة على حدة، لأن خطأ القياس أو النسبة الخاطئة أو انقطاع دائرة الفصل أو تفريغ الآلية الزنبركية تجعل الحماية تبدو عاملة وهي في الحقيقة غير فعّالة.
أكثر أكواد وظائف ANSI استخداماً
تبدأ المجموعة النموذجية لمغذٍّ توزيعي بالوظائف 50/51 و 50N/51N. وتضيف خطوط المحركات النموذج الحراري 49 وعدم توازن الأطوار 46 ومراقبة زمن البدء 48/51LR. وتستخدم خلايا الدخول 27 لانخفاض الجهد و 59 لارتفاعه، بينما يتطلب التشغيل التفرعي للمولدات 81 للتردد و 32 لاتجاه القدرة و 25 للتحقق من التزامن. وتستخدم حماية المحولات والقضبان الوظيفتين التفاضليتين 87T و 87B، وتضيف أنظمة حماية القوس حماية سريعة تجمع معيار الضوء ومعيار التيار.
منحنيات التيار الزائد: زمن عكسي أم زمن محدد؟
تفصل الحماية ذات الزمن المحدد بعد تأخير ثابت عند تجاوز العتبة، وضبطها بسيط. أما الحماية ذات الزمن العكسي فتصبح أسرع مع نمو التيار؛ والمنحنيات العكسية العادية وشديدة العكسية وبالغة العكسية في المعيار IEC 60255 تقترب من السلوك الحراري للأحمال والكابلات. وعند بناء الانتقائية تُمنح المرتبة السفلية منحنى أسرع والعلوية منحنى أبطأ، مع ترك فاصل تنسيق يغطي زمن فتح القاطع والتفاوتات.
التوافق بين المرحّل ومحول التيار ودائرة الفصل
| كود ANSI | الوظيفة | مجال الضبط النموذجي | موضع الاستخدام |
|---|---|---|---|
| 50 / 50N | تيار زائد لحظي وعطل أرضي | 2 – 10 × In، 0 – 100 ms | مخرج المحول وحماية القضبان |
| 51 / 51N | تيار زائد بزمن عكسي وعطل أرضي | 1.05 – 2 × In، منحنيات IEC | مغذي التوزيع والمحرك |
| 27 / 59 | انخفاض وارتفاع الجهد | 0.8 Un / 1.15 Un | خلية الدخول والمولد |
| 87T / 87B | الحماية التفاضلية | ميل 10 – 30 % | تفاضلي المحول والقضبان |
تعتمد دقة القياس على نسبة محول التيار وصنف دقته وحمله الثانوي؛ ويُختار صنف حماية مثل 5P أو 10P مع معامل حد دقة كافٍ. وفي جانب الفصل تكون استمرارية مصدر الجهد المساعد حرجة، لذلك تُخطَّط مجموعة البطاريات ووظيفة مراقبة دائرة الفصل معاً. ويلخص الجدول أعلاه مجالات الضبط النموذجية ومواضع استخدام أكثر الوظائف شيوعاً.
ملف الضبط والاختبار والتشغيل التجريبي
عند التشغيل التجريبي يُدار ملف الضبط كوثيقة مرجعية وحيدة مع رقم إصدار وتاريخ واسم المهندس المعتمِد. ويؤكد اختبار الحقن الثانوي العتبات والأزمنة، بينما يتحقق الحقن الابتدائي أو اختبار النسبة من سلسلة القياس. وتُجرَّب دائرة الفصل على القاطع الفعلي، وتُقرأ سجلات الأحداث وتسجيلات الموجة للتأكد من تزامن ساعة المرحّل مع توقيت النظام.
النقاط الرئيسية: أكواد ANSI لمرحّلات الحماية
- قائمة الوظائف — 50/51 و 50N/51N للمغذيات، و 49 و 46 للمحركات، و 27/59 للدخول كحد أدنى.
- اختيار المنحنى — تُبنى الانتقائية بمنحنيات الزمن العكسي مع فاصل تنسيق بين المراتب.
- سلسلة القياس — تُدقَّق نسبة محول التيار وصنف 5P/10P والحمل مع المرحّل معاً.
- التحقق — الحقن الثانوي واختبار دائرة الفصل وضبط إصدارات ملف الضبط إلزامية.
- مصدر المعيار — كتالوج منشورات IEC: iec.ch.
أسئلة شائعة
ما الفرق بين الوظيفتين 50 و51؟
الوظيفة 50 هي حماية تيار زائد لحظي تفصل عند تجاوز التيار المتجاوز للعتبة بتأخير قصير جداً، وتناسب حالات القصر القريبة. أما الوظيفة 51 فتعمل بزمن عكسي وتتسارع مع نمو التيار وتحافظ على الانتقائية في الأحمال الزائدة والأعطال البعيدة.
هل تحتاج حماية العطل الأرضي محول تيار مستقلاً؟
إذا كان لا بد من قياس تيارات أرضية صغيرة بحساسية عالية فيفضل محول تيار حلقي للتيار المتبقي. وإلا يُحسب المجموع الاتجاهي لتيارات الأطوار الثلاثة داخل المرحّل، لكن الحساسية تبقى محدودة بأخطاء النسبة.
كم مرة تُراجع ضبوط المرحّل الرقمي؟
يُنفَّذ اختبار كامل عند التشغيل التجريبي، ثم يُعاد اختبار الحقن الثانوي عادةً كل سنتين إلى خمس سنوات حسب خطة الصيانة. وتُعاد حسابات الضبط عند أي تغير في الشبكة أو في تركيب الأحمال.
مقالات ذات صلة
- ما هي خلايا الجهد المتوسط (MV)؟ خلايا معدنية مغلّفة ووحدات RMU
- ما هي الانتقائية؟ تنسيق الحماية في اللوحات الكهربائية
- اختيار محول التيار: النسبة وصنف الدقة وحساب الحمل الثانوي
- لوحة تزامن المولدات: التشغيل المتوازي وتقاسم الحمل
- أتمتة المحطات وفق IEC 61850: لوحة المرحّلات الرقمية ومعمارية GOOSE
- كل المقالات التقنية
لنراجع معاً قائمة وظائف الحماية وضبوط المنحنيات وتوافق محولات التيار في لوحتك؛ فريق الهندسة في Devpan ينفذ دراسة تنسيق الحماية ببيانات مشروعك. حل Devpan ذو صلة: لوحات الجهد المتوسط.
