مبدأ عمل المرحل

يعتمد المرحل في عمله على ملف مغناطيسي يقوم بجذب التلامسات (مفتايح) المتحركة لتفصل أو تصل التيار فيها.

• يتكون المرحل مبدئيا من كهرمغنطيس يقوم بتطبيق قوة على التلامسات المتحركة أثناء تغديته.


• تتم تغدية الكهرمغنطيس ،حسب الحاجة،إما بتوتر جد منخفض (48v, 24v, 12v أو أقل) تيار مستمر مستمر أو تيار متردد متردد ، أو بتوتر منخفض (400v, 230v)


• يمكن أن يحتوي المرحل على مفتاح واحد أو عدة مفاتيح تكون إما < >مغلقة عادة أو < >مفتوحة عادة وتصمم هذه القاطعات أخدا بعين الإعتبار قيمة التيار القصوى المطلوب وكذلك فرق الجهد القصوي الذي يجب أن تتحمله.


• ولأنه يحتوي أجزاء حركية، يأخد المرحل مدة زمنية لفتح وغلق قاطع تيار القاطع .


• يمكن لمرحل أن يكون أحادي الاستقرار أو ثنائي الاستقرار.

اشتغال أحادي الإستقرار

تجذب الملامسات عند تغدية الوشيعة، وتعود لحالتها الأصلية بمجرد سحب التغذية،

اشتغال ثنائي الإستقرار بملف واحد

عند تغذية الملف تنجذب الملامسات، ولكن حتى وإن أزيلت التغذية تبقي الملامسات كما هي بفضل نظام ميكانيكي يمنع العودة، ولاسترجاع الحالة البدئية،غالبا يتم ذلك بعكس قطبية التغذية الكهربائية.Sinclair, Ian R. (2001), Sensors and Transducers (3rd ed.), Elsevier, ISBN 978-0-7506-4932-2

اشتغال ثنائي الإستقرار بملفين

يتم تنشيط الملف الأول لجذب القاطعات، وتبقى على حالها رغم قطع التغذية عنه، ولاسترجاع الحالة البدئية يجب تنشيط الملف الثاني.

استعمالات

• الوظيفة الأولية للمرحل هي فصل دوائر التحكم عن دوائر القدرة، مثلا من أجل قيادة تيار أو توتر مرتفع انطلاقا من إشارة تحكم ضعيفة نسبيا.


• في العديد من التطبيقات يأمن المرحل سلامة العمال و أيضا سلامة الأجهزة.


• يمكن أيضا استعمال المرحلات لتصميم دارة رقمية الوظائف المنطقية كما في أوائل الحواسيب.

خلفية تارخية

مرت طرق تصنيع المرحلات بعدة أجيال بدءا من الأجهزة الكهرومغناطيسية مرورا بأجهزة الوقاية الإستاتيكية وإنتهاءا بأجهزة الوقاية الرقمية

الأجهزة الكهرومغناطيسية

File Relay Parts 300 المرحل الكهرومغناطيسي.



كما هو واضح من الإسم فإن فكرة عمل الجهاز تعتمد على إستغلال خاصية أن التيار الكهربي الذي يمر في ملف ينشأ دائما مجالا مغناطيسيا مصاحبا له , وتصاحبه أيضا قوة مغناطيسية يمكنها أن تجذب ذراع حديدية وتحركها . وتستغل هذة قوة مغناطيسية القوة المغناطيسية لتؤثر على قرص حديدي قابل للدوران فتجعلة يدور .



ويستفاد من الحركة في كلا النوعين في غلق دائرة كهربية أخرى ( هي دائرة تشغيل قاطع تيار قاطع التيار ) . وبما أن القوة التي ستحرك الذراع , أو تدير القرص تتناسب طرديبا مع شدة التيار المار في الملف , وبالتالي في الظروف الطبيعية , حيث التيار قيمته صغيرة فإن هذة القوة لن تكون كافية لتحريك الذراع أو إدارة القرص لغلق الدائرة . بينما في حالة الأعطال , حيث ترتفع قيمة التيار بشدة فستكون هذه القوة كافية لعمل الحركة المطلوبة وغلق دائرة تشغيل قاطع الدارة الكهربائية قاطع الدائرة .



المميزات





وتتميز هذة النوعية من الأجهزة بأنها مستقرة دائما , ولا تتأثر بالهزات التي قد تحدث في الشبكة , كما أن مهندس كهربائي المهندسين قد إكتسبوا خبرات كبيرة في التعامل مع هذة الأجهزة طوال سنوات طويلة , وهذا يفسر السبب في بقائها في الخدمة رغم ظهور أجيال كثيرة حديثة بعدها .



العيوب





يعيب هذة الأجهزة البطء النسبي في الإستجابة بسبب أن الأجزاء المتحركة لها عطالة (فيزياء) عطالة ( طاقة مختزنة ) فتحتاج لوقت لبدء الحركة , كما أنها تحتاج لصيانة منتظمة للأجزاء المتحركة , وتحتاج لمعايرة من فترة لأخرى لضمان دقة القياس .

الأجهزة الإستاتيكية

File Solid state relay 250 مرحل إستاتيكي



طهر الجيل الثاني من المراحل في أوائل الستينات , وكان أهم ما يميزه هو إستغناؤه عن الأجزاء المتحركة المستخدمة في الجيل السابق , والتي كانت تمثل مصدرا للأخطاء في عمل الأجهزة . وقامت فكرة عمله على مقارنة قيمة التيار المار ب الدائرة الكهربائية الدائرة بحدود ضبط معينة , فإذا تعدى التيار المار ب الدائرة الكهربائية الدائرة قيم الضبط المستخدمة فإن الريلاي يرسل إشارة فصل إلى قاطع التيار Solid-state Relays.





ولكن يعيب هذة الأنواع انها كانت تتأثر بتغير درجة الحرارة وبالتالي فهي غير مستقرة , ولذلك لم تستمر هذة النوعية طويلا , حيث ظهر في أواخر الستينات وأوائل السبعينات الجيل الثالث من المراحل , وهو ما يعرف بأجهزة الوقاية الرقمية .

الأجهزة الرقمية

File Protective relay مرحل رقمي



إستطاع هذا الجيل أن يتغلب على كافة المشاكل التي واجهت الأجيال السابقة , ولذا فهي النوعية السائدة الآن في سوق أجهزة الوقاية . والفكرة الأساسية لهذة التكنولوجيا الجديدة هي تحويل إشارات الجهد و التيار إلى أرقام تخزن في ذاكرة الكومبيوتر مع تحديثها بصفة مستمرة خلال فترات زمنية صغيرة جدا تصل إلى 1 ملم ثانية fault protection with a digital computer.





وبما أنه يستحيل تخزين كل القيم التي يتم قراءتها , فإنه يتم تخزين دورة أو اثنين من الجهد و التيار فقط , وكلما جاءت قيمة جديدة فإنها تحذف أقدم قيمة مخزنة a digital computer syst for ehv substation . ثم يتم بواسطة برنامج الوقاية المخزن بالجهاز تتبع التغير في قيم هذة الإشارات من خلال المعادلات , وبناء على حجم التغير الذي يظهر من القيم الرقمية يمكن تحديد ما إذا كان هناك عطل أم لا .





وقد تطور هذا الجيل بعد ذلك , وأمكن إستحداث إمكانات جديدة لجهاز الوقاية لم يكن ممكنا تنفيذها من قبل مثل تغير قيم ضبط الجهاز أوتوماتيكيا. ثم حدث التطور الأكبر حيث أمكن تبادل المعلومات بين أجهزة الوقاية الرقمية شيئا سهلا مما أحدث ثورة في إمكانات هذة النوعية من الأجهزة وقدرتها على إكتشاف الأعطال وتصنفيها بدقة هائلة .

المرحل الرقمي قابل التغير

File ACRelay مرحل يعمل بتقنية المعالج الدقيق



في أواخر الثمانينيات بدأ التفكير يتجه إلى زيادة الإستفادة من الخبرات التي جناها العاملون في مجال الوقاية الرقمية , والإستفادة من تكنولوجيا المعالج الدقيق المستخدمة في هذة الأجهزة , حيث كان حتى هذة الفترة لا تزال أجهزة الوقاية الرقمية تقلد مثيلتها القديمة مع بعض التحسينات adaptive transmission syst relaying.





وكان من أهم التطورات التي أدخلت في هذا المجال إدخال إمكانية تعديل قيم الضبط اوتوماتيكيا , لا سيما وأن المرحل لدية كافة المعلومات عن الشبكة . وكان التحدي هو كيفية التمييز بين الزيادة الطبيعية في الحمل الكهربائي الحمل , وبين العطل الذي ينشأ تيارا قريبا من تيار الحمل الكهربائي الحمل adaptive transmission relaying concepts for improved performance.

المرحل متعدد الوظائف

في التسعينات , ظهر تطور جديد على أجهزة الوقاية الرقمية , حيث بدأت الشركات المنتجة في إدغام العديد من أجهزة الوقاية في جهاز واحد . وكانت فلسفة ذلك أن الجسم الخارجي لكل الأجهزة الرقمية يكاد أن يكون متشابه , والإختلاف بينهم فقط يكون في البرنامج المخزن به , ومع التطور في تقنيات التخزين صار ممكنا تخزين العديد من البرامج الممثلة لأجهزة مختلفة داخل مرحل واحد . ولذلك تم تسميتة بالمرحل متعدد الوظائف .

أنظر أيضا

• مغناطيس كهربائي


• وشيعة


• نقاط التلامس الكهربائية


• حالة تسابق حالة التسابق .


• ملامس (جهاز) الملامس .


• الفيوز .


• مرحل وقاية رقمي .


• أعطال منظومة القوى .

Relay يسار المرحل


File Solid-state-contactor مرحلان إستاتيكيان يعملان على 25 أمبير و 40 أمبير



المرحلالهيئة الكهروتقنية الدولية] هو مفتاح كهربائي يفتح ويغلق دارة تسمى دارة القدرة تحت تحكم دارة كهربائية دائرة] أخرى تسمي دائرة التحكم، فهو إذن يؤدي وظيفة العزل الكهربي أو ما يعرف باسم العزل الغلفاني بين الدائرتين.