تسريع الترقية الرقمية لمحطات التحويل الثانوية متوسطة الجهد في ألمانيا: معدات SF6 تواجه ضغط الاستبدال

أخبار ar.wedoany.com، في 22 سبتمبر، نشر Thomas Dürr، المسؤول عن المعايير واللوائح في Siemens Smart Infrastructure، مقالاً على منصة Enlit أشار فيه إلى أن شبكات التوزيع متوسطة الجهد الأوروبية تدخل دورة ترقية مركزة، وتُعد المحطات الثانوية حلقة محورية فيها. وتضم ألمانيا حالياً نحو 600 ألف محطة من هذا النوع، غير أن نسبة الرقمنة فيها لا تتجاوز 10%؛ وفي الوقت نفسه، يبلغ العمر التشغيلي لمعدات المحطات الثانوية متوسطة الجهد عادةً 40 عاماً، ولا يزال عدد كبير من المعدات القائمة بحاجة إلى التحديث عبر أجهزة الاستشعار والتحكم عن بُعد ومعدات القطع الجديدة.

يتركز محور الترقية الحالي أولاً على قابلية مراقبة شبكة التوزيع. فمع تزايد مصادر الطاقة المتجددة الموزعة والمركبات الكهربائية والمستهلكين المنتجين، بدأ يظهر تدفق ثنائي الاتجاه في شبكات التوزيع، وأصبح من الصعب على المحطات الثانوية التقليدية الاستمرار في العمل بمعزل عن غيرها. وتقترح Siemens أن المحطات الجديدة والمُحدَّثة تحتاج إلى إضافة أجهزة استشعار ذكية للتيار والجهد، وجمع معاملات القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة والقدرة الظاهرية ومعامل القدرة والتردد عبر أجهزة طرفية عن بُعد، ثم إدخال البيانات إلى نظام التحكم في الشبكة لأغراض مراقبة التشغيل والتحكم اللاحق.

وفيما يتعلق بالمعدات الرقمية، تدخل محولات القياس منخفضة القدرة وفق معيار IEC 61869 بشكل متزايد إلى الأنظمة متوسطة الجهد. ويمكن دمج هذه المعدات مباشرةً في جلبة دخول الكابلات لمعدات القطع المعزولة بالغاز متوسطة الجهد، مع الجمع بين أجهزة استشعار الحرارة لمراقبة حالة توصيلات الكابلات بشكل مستمر، مما يقلل من تركيب أجهزة استشعار إضافية وأعمال الصيانة اللاحقة. ويشير المقال في الوقت نفسه إلى أن قياس التيار والجهد، والإشارة الاتجاهية للقصر والدائرة الأرضية، ووظائف الإبلاغ عن الأعطال والتحكم عن بُعد، تتحول تدريجياً من تجهيزات إضافية في السابق إلى قدرات قياسية في الجيل الجديد من المحطات الثانوية.

كما تواجه معدات القطع متوسطة الجهد الأوروبية جدولاً زمنياً لاستبدال SF6. فبعد إصدار الاتحاد الأوروبي لائحة جديدة بشأن الغازات المفلورة في عام 2024، بدأت اعتباراً من 1 يناير 2026 تطبيق قيود أكثر صرامة على المعدات الجديدة التي لا يتجاوز جهدها المقنن 24 كيلوفولت؛ وبحلول عام 2030، سيتوسع نطاق التطبيق ليشمل 52 كيلوفولت. وتقدر قيمة الاحترار العالمي لغاز SF6 التقليدي بنحو 24,300 ضعف ثاني أكسيد الكربون، وستتجه معدات القطع متوسطة الجهد لاحقاً بشكل أكبر نحو حلول عزل خالية من الفلور بقيمة احترار عالمي أقل من 1. وقد اعتمدت Siemens بالفعل وسيط العزل Clean Air المكوَّن من مكونات الهواء الطبيعية لاستبدال الغازات المفلورة التقليدية.

كما أصبح تصغير حجم المعدات قيداً مهماً في مشاريع التحديث. فالمحطات الثانوية الحضرية تفتقر عادةً إلى مساحة إضافية، بينما تحتاج الأنظمة الجديدة إلى إضافة وظائف الاستشعار والاتصالات والتحكم عن بُعد والمراقبة في آن واحد. وترى Siemens أن معدات القطع المعزولة بالغاز تشغل مساحة أقل عند المعاملات التقنية نفسها، مما يتيح إتمام الترقية دون توسيع مساحة مبنى المحطة القائم. وستُدخل محطات التحويل الرقمية اللاحقة كذلك لوحات تحكم كهربائية وتوصيلات مسبقة قياسية وواجهات موحدة ونظام كشف الجهد VDIS ومراقبة فورية لمعاملات الشبكة الرئيسية.

وعلى مستوى التشغيل، ستُدمج المنصات السحابية وتحليلات الذكاء الاصطناعي تدريجياً في منظومة بيانات المحطات الثانوية. ومن خلال المعالجة المركزية لبيانات حالة المعدات وتشغيل الشبكة، يمكن تحديد أحمال الذروة مسبقاً وترتيب أعمال الصيانة ووضع خطط الاستثمار. وتقترح Siemens في الوقت نفسه أن معدات القطع متوسطة الجهد تحتاج في المستقبل إلى تعزيز التوحيد القياسي، بما يشمل توحيد جهد التحكم والمساعدة، وتقليل تنوع طرازات المعدات، وتوحيد الواجهات، وتبسيط اختبارات النوع، وذلك لتقصير مدة تسليم محطات التحويل الرقمية.