الدرس السابق:منظومات الوقاية الكهربية فى محطات التحويل الكهربائية Protective Schemes
وسائل الاتصالات بمحطات التحويل الكهربائية.
تعتبر الاتصالات وسيطا لنقل المعلومات والبيانات بين المحطات المختلفة و بين الـ Load Dispatch Center. LDC، و نلاحظ أن أجهزة الأتصال جزء منها في المحطات والجزء الآخر في مركز توزيع الأحمال.
و تنقسم وسائط الاتصال المختلفة المستخدمة للربط بين المحطات إلى عدة وسائط أهمها:
1.الإتصال عن طريق خطوط الضغط العالي : PLC
ولكى يمكن استخدام هذه الطريقة وتسمى Power Line Carrier PLC, في نقل المعلومات لابد من توفر
جهازPLC في المحطة وآخر في المركز ، حيث يتم استقبال المعلومات المختلفة القادمة من وحدة RTU على
شكل إشار ات رقمية (Digital) بواسطة جهاز Modem ، وهذا الجهاز يقوم بتحويلها إلى إشارات (Analog)
ذات تردد منخفض يعرف بالتردد الصوتي (VF, Voice Frequency) كمرحلة أولى ، ثم يقوم بعد ذلك بتمريرها
إلى الـ PLC من خلال كارت داخل هذا الجهاز تردد الموجة إلى تردد متوسط (Intermediate Frequency IF ) ثم في المرحلة النهائية يتم تعديل تردد الموجة إلى التردد العالي (HF) المراد إرسالها عليه.
وفى الجزء الأخير من هذه العملية يتم تكبير الإشار ة وإعطائها كمية من الطاقة بواسطة Power Amplifier ،
حتى يمكن إرسالها على خطوط الجهد العالي (500 ك.ف أو 220 ك.ف) الموجودة على البرج ، مع ملاحظة
أنه لن يحصل تداخل بين المعلومات المتعلقة بالإتصلات و بين الطاقة المنقولة على نفس الخط وذلك لأن تردد
الشبكة هو (50 هيرتز) بينما تردد الاتصالات يكون ما بين (20 إلى 500 كيلوهيرتز) .
ونلاحظ أن تعديل الموجة تم على مراحل ، وذلك لكي لا يحصل تشوه كبير في الموجة أثناء التعديل من خلال
مرحلة واحدة وبالتالى لا نفقد أية معلومات.
ما أن تصل الموجات المرسلة على خطوط الجهد العالي إلى محطة أخرى أو إلى مركز تحكم LDC حتى يستقبلها
صائد الموجات Wave Trap حيث يعمل صائد الموجات على التقاط موجات الإتصالات من خط القوى و
تمريرها إلى داخل المركز حيث يكون في استقبالها جهاز PLC الثانى الذى يعمل على تعديل تردد الموجة من
التردد العالي (HF) إلى التردد المتوسط (IF) ثم تعديل التردد المتوسط إلى الصوتي (VF) ثم يقوم بتمريرها
إلى جهاز Modem يقوم بإزالة تضمين الموجة وتحويلها من Analog إلى Digital ، ومن ثم تحويلها إلى جهاز Tag Control Information TCI, الذي يقوم بمعالجتها وإرسالها إلى أجهزة الحاسب الألى .
وتتميز هذه الطريقة في نقل المعلومات بعدم وجود تمديدات وأسالك خاصة بالإتصالات لأن النقل يتم من خلال
خطوط الضغط العالي الممددة أصالً لنقل الطاقة.
نلاحظ أن البيانات و المعلومات سواء كانت م رسلة أو مستقبلة يتم نقلها على نفس الخط ولكن بتردد مختلف لكي لا يحصل بينها تداخل .كما يقوم الجهاز بتشغيل قناة واحدة إذا كانت المعلومات التي يتعامل معها قليلة أو قناتين
عند كثرة المعلومات.
1.دوائر مصيدة الترددات على الخطوط Trap Line.
وهذه تكون فى مدخل المحطة ومن أوائل المكونات فيها ، وتكون موصلة على التوالي مع موصلات خط الدخول
وهى عبارة عن Inductor بقيم تيار مقننة عالية تصل إلى 2000 أمبير وتكون الـ Inductance مابين - 0.1 و 2 mH ، والغرض منها استقبال الإشار ات القادمة من المحطات الأخرى الخارجية ، وهى عادة إشارات خاصة
بأجهزة الوقاية غالبا أو إشارات من مركز التحكم بغرض فصل وتوصيل خطوط أو محولات بالمحطة فتسمح هذه
الدوائر بمرور التيارات ذات التردد 50 هيرتز وتحجز الترددات العالية فى دائرة أخرى متصلة بجهاز الإستقبال
Receiver .وتظهر دائما كاسطوانات
معلقة كما فى الشكل أعلاه .وتوصل
مصيدة الذبذبات على التوالي مع خط
الضغط العالي وتوصل فى الغالب على
فاز ة واحدة فقط .
ملحوظة:
هذه الترددات العالية تكون بالطبع أعلى من الترددات (العالية) التى يمكن أن تتواجد فى الإشار ة أثناء العطل
وتكون غالبا فى مدى 4 إلى 11 ميجا هيرتز وهذا المدى لا يظهر فى إشارات الأعطال.
و تعتمد فكرة عمل هذه المعدات على كونها (circuits RLC) و يتم ضبط Resonance Frequency لل Line Trap بحيث تصبح معاوقتها عند الـ Hz 50 تساوى صفرا وبالتالى تقوم بإمرار تردد الشبكة -50 Hz مع
تحقيقها لمعاوقة كبيرة لمرور الترددات المرتفعة والتى تجد الـ Coupling Capacitor معاوقته صغيرة جدا
فتدخل من خلاله إلى جهاز الاستقبال عبر الـ Line Tuner كما فى الشكل التالي:
2. الاتصال عن طريق Pilot Cable .
و تعرف أيضا بالكابلات الأرضية ، وذلك لأنها عبارة عن كابلات خاصة بالاتصالات يتم تمديدها تحت الأرض
بين المحطات و بين الـ LDC.
و يتم تركيب جهاز Modem في المحطات بحيث يستقبل الإشارات الرقمية القادمة من RTU ثم يقوم بتحويلها
إلى Analog ، ثم منه إلى Pilot Cable الذي ينقلها بدوره إلى المركز ، حيث يستقبلها جهاز Modem آخر
يقوم بتحويلها من Analog إلى Digital ومنه إلى Tag Control Information TCI.
3.الاتصال عبر الألياف البصرية Fiber Optic , FO :
يتم تمديد الألياف البصرية بين المحطات المختلفة و مركز توزيع الأحمال وذلك بحيث تحتوي المحطات على أجهزة خاصة بالاتصال عن طريق الألياف البصرية وتتميز هذه الطريقة في نقل المعلومات بكونها سريعة جداً وتنقل كمية كبيرة من البيانات وقليلة الأعطال نوعاً ما.
و يستقبل جهاز (FO) الإشارات الرقمية من الـ RTU و من أجهزة أخرى حتى وإن كانت Analog ، ثم يقوم بتحويلها إلى إشارات ضوئية وإرسالها من خلال الألياف البصرية إلى المركز حيث يكون في استقبالها جهاز آخر يقوم بتحويل الإشارات الضوئية إلى Digital أو Analog ومن ثم نقلها إلى TCI .
4.الاتصالات اللاسلكية Wireless :
وتتكون شبكة الاتصالات اللاسلكية من عدة أجهزة أهمها :
1- الأبراج Towers :
تعتبر الأبراج ذات أهمية قصوى في أي شبكة لاسلكي فهي تحمل هوائيات الاتصال ، ويتم توزيع الأبراج بشكل مدروس لكي تشمل جميع المناطق المراد تغطيتها بالشبكة . وأهم عيوب هذه الوسيلة أن هوائيات الأبراج لابد أن تكون فى مدى الـ Line of Sight بمعنى أن ترى بعضها بعضا ، وهذا هو السبب فى أن أبراج الاتصالات دائما تكون مرتفعة أو فوق مبانى مرتفعة. وإلا ستضعف الإشا رة ونحتاج إلى المكبرات أو الـ Repeaters .
2- جهاز Repeater .
يقوم هذا الجهاز باستقبال الإشارات من الأجهزة اللاسلكية المختلفة ثم يقوم بتكبيرها (أي تكبير ترددها) وإعادة
إرسالها مرة أخرى ، وذلك لكي تنتقل الإشارات إلى مسافات بعيدة وبالتإلى يكون نطاق عمل اللاسلكي أكبر .
ويتحكم الجهاز في( 6) قنوات كحد أقصى ويقوم بتشغيلها وتكون هذه القنوات على ترددات مختلفة لكي لا يحصل بينها تداخل . ويتم تغذيته بتيار متردد AC ، وفي حالة انقطاع هذا المصدر توجد بطاريات DC تعمل فور انقطاع المصدر الأصلي وذلك لضمان استمرار خدمة اللاسلكي على الدوام .
نشير هنا إلى أنه عند توصيل وتمديد أحد الطرق السابقة لا يتم ذلك مباشرة من كل محطة إلى المركز بالضرورة، بل قد يمر الخط بعدة محطات في طريقه قبل أن يصل إلى المركز حاملاً معه بيانات كل محطة على حدة لإيصالها إلى المركز أو العكس.
