تصميم وتنفيذ خوارزميات الحماية المسافية الرقمية لخطوط النقل الهوائية باستخدام متحكم أردوينو
DOI:
https://doi.org/10.36602/ijeit.v14i2.598الكلمات المفتاحية:
حماية مسافية ، أردوينو، معاوقة ، عطل، خط نقلالملخص
تمثل شبكات النقل والتوزيع الجزء الأكبر والأكثر اتساعاً في نظم الطاقة الكهربائية، مما يجعلها معرضةً بشكل أكبر للأعطاب، الأمر الذي يستوجب حماية هذه الشبكات لتقليل الأضرار الناجمة عن الأعطاب وضمان استقرارية عمل الشبكة الكهربائية. ولعل أهم أنواع الحمايات المستخدمة في خطوط النقل هي الحماية المسافية والتي تعتمد على خوارزميات حساب معاوقة الخط ومن تم تحديد مكان العطب.
تتناول هذه الورقة تصميم وتنفيذ خوارزمية نظام حماية مسافية رقمي لحماية خطوط النقل الهوائية في شبكات الطاقة الكهربائية باستخدام متحكم أردوينو، بما يجعلها ملائمة للشبكات الكهربائية الصغيرة والأغراض التعليمية. حيث يتم حساب المعاوقة رقمياً لتحديد موقع العطب، باستخدام خوارزميات دقيقة لتحسين الاستجابة وسرعة عزل العطب.
ويعتمد تنفيذ خوارزمية على طريقة التقريب التفاضلي بهدف تقليل الخطأ الناتج عن تأثير التوافقيات ومركبة التيار المستمر. وقد شملت مراحل العمل محاكاة النظام باستخدام برنامج MATLAB Simulink، وفي الجانب العملي تصميم وتنفيذ دوائر قياس الجهد والتيار ودوائر تكييف الإشارة، إضافة إلى برمجة متحكم الأردوينو. جرى اختبار الأداء عمليًا على خط نقل معملي من شركة LabVolt، وأظهرت النتائج تحقيق دقة جيدة في المحاكاة وقابلية النظام للتطبيق العملي.
التنزيلات
المراجع
[1] A. M. Tsimtsios and V. C. Nikolaidis, “Application of distance protection in mixed overhead-underground distribution feeders with distributed generation,” The Journal of Engineering, vol. 2018, no. 15, pp. 950–955, Oct. 2018.
[2] J. D. Hernández Santafé and E. Sorrentino, “Problems and Solutions Concerning the Distance Protection of Transmission Lines Connected to Inverter Based Resources,” Energies, vol. 18, no. 6, art. 1375, Mar. 2025.
[3] M. A. Alqasem, A. F. Alqasem, A. A. Alqudah, and M. A. Alhaddad, “Transmission line fault detection using Arduino and GSM,” International Journal of Engineering Research and Technology (IJERT), vol. 13, no. 2, pp. 319–324, Feb. 2024.
[4] A. A. Alwan and A. G. Razzaq, “Design and implementation of a distance relay using Arduino Uno,” World Journal of Engineering Research and Technology (WJERT), vol. 11, no. 3, pp. 123–133, Apr. 2025.
[5] G. Dhoke, A. Dhurve, A. Pandagre, S. Farkade, and M. Sune, “Design and implementation of a three-phase transmission line fault detection and protection system using Arduino,” International Journal on Science and Technology (IJSAT), vol. 16, no. 1, Jan.–Mar. 2025.
[6] K. Kumaraswamy, R. Poojitha, M. Vamshi, G. Maneesha, Ch. Prashanth, and B. Bhanu Prakash, “3-Phase transmission line fault detection using Arduino Nano,” International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology, vol. 5, no. 9, Apr. 2025.
[7] M. Suzuki, M. Yamaura, Y. Kurosawa, and T. Yokoyama, “Digital distance relay with improved characteristics against distorted transient waveforms," pp. 45-46, 1989.,” IEEE Trans. Power Deliv., vol. 4, no. 4, pp. 2025–2031, Oct. 1989.
التنزيلات
منشور
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 The International Journal of Engineering & Information Technology (IJEIT)
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
