تحليل هندسي لمرونة طاقة التيار المستمر في محطات إنزال الكابلات البحرية

1. خلفية كابل تايوان ماتسو رقم 4 وفق تقرير لايت ريدينغ

يفيد تقرير لايت ريدينغ بأن شركة تشونغهوا للاتصالات أعلنت تفعيل كابل تايوان ماتسو رقم 4، المعروف في التقرير باسم Taima No. 4، بهدف إضافة مسار اتصالات احتياطي وزيادة مرونة الربط مع الجزر الخارجية. ووفق المصدر، بلغت تكلفة المشروع 1.4 مليار دولار تايواني جديد، أي ما يعادل 44 مليون دولار أمريكي، وكان مدعوما جزئيا من الحكومة.

ذكر المصدر أن الكابل الجديد يبلغ طوله 300 كيلومتر ويربط منطقة بالي في نيو تايبيه مع بلدات دونغيين ونانغان وجوغوانغ في مقاطعة لينشيانغ. كما أوضح التقرير أن إنشاء الكابل جاء بعد انقطاعي كابلي Taima No. 2 وTaima No. 3 في فبراير 2023، حيث تسببا في اضطراب نقل البيانات لما يقارب شهرين، مع الإشارة إلى أن السبب المنسوب للحادثتين كان سفينة صيد وسفينة شحن.

بحسب تقرير لايت ريدينغ، شهد الكابلان السابقان انقطاعات أخرى في 2025 بسبب تدهور طبيعي. كما نقل المصدر أن إضافة Taima No. 4 رفعت إجمالي سعة النقل في مسار تايوان ماتسو إلى 1.9 Tbit/s، وأنه يوفر مسارا إضافيا لتقليل مخاطر الانقطاعات المستقبلية. لا يقدم التقرير معلومات عن سعة الكابل الفردية أو تقنيته البصرية، لذلك لا يتم استنتاج أي مواصفات غير معلنة.

• توثيق أحداث الانقطاع من المصدر فقط

• فصل الحقائق عن الاستنتاجات الهندسية

• عدم افتراض سعات أو تقنيات غير معلنة

2. بنية طاقة -48 V DC لمحطة إنزال مرنة

تحتاج محطات إنزال الكابلات البحرية إلى تصميم طاقة يحد من تأثير الأعطال عبر سلاسل مستقلة من التغذية. من الممارسات الهندسية المحافظة استخدام مسارين A/B للتيار المتردد AC يدخل كل منهما إلى سلسلة تحويل مستقلة من AC إلى DC، ثم تغذية قضبان -48 V DC بطريقة تسمح باستمرار تشغيل الأحمال الحرجة عند فقد مسار واحد.

تستخدم مقومات -48 V DC لتحويل الطاقة وتثبيت جهد ناقل التيار المستمر، بينما يتيح التوزيع الانتقائي للتيار المستمر عزل الأحمال غير الحرجة عن أحمال الاتصالات الأساسية. كما يجب تنسيق القواطع والحماية مع تصميم التأريض والربط Bonding ومنظومة الحماية من الارتفاعات العابرة Surge لتقليل انتقال الأعطال بين المجالات الكهربائية المختلفة.

هذه المبادئ تمثل إرشادات هندسية لتصميم محطات موثوقة وليست معلومات وردت في تقرير لايت ريدينغ عن كابل ماتسو رقم 4. يجب تحديد عدد وحدات المقومات وسعة التوزيع بناء على دراسة الأحمال الفعلية ومتطلبات الموقع، وليس على افتراضات عامة.

• توفير مسارات طاقة A/B مستقلة

• تنفيذ توزيع DC انتقائي

• مراجعة الربط والحماية من الارتفاعات العابرة

3. تصميم استقلالية البطاريات وحساب زمن الاحتياط

يبدأ تصميم البطارية بقياس الحمل الحرج الفعلي بوحدة الواط أو الأمبير عند ناقل -48 V DC، مع فصل أحمال الاتصالات الأساسية عن الأحمال القابلة للفصل. لا يوجد زمن احتياط عالمي مناسب لكل محطة، لذلك يجب اختيار الاستقلالية بناء على تحليل المخاطر، زمن تشغيل المولد، وإمكانية وصول فرق الصيانة.

يمكن استخدام منطق حسابي مبسط: سعة البطارية المطلوبة بالأمبير ساعة تساوي حاصل ضرب التيار الحرج بالأمبير في زمن الاحتياط بالساعات، مع تطبيق معاملات تصحيح للعمر ودرجة الحرارة وحدود عمق التفريغ وكفاءة النظام. يجب التحقق من أن الجهد يبقى ضمن المجال المقبول حتى نهاية التفريغ عند أسوأ ظروف التشغيل.

ينبغي أن يشمل السيناريو العملي بدء تشغيل المولد، انتقال الأحمال، وفترة إعادة الشحن بعد عودة الطاقة. كما يجب تقييم قدرة الشواحن على إعادة البطارية إلى الحالة المطلوبة مع استمرار تغذية الأحمال، مع استخدام بيانات المصنع والقياسات الميدانية بدلا من قيم افتراضية ثابتة.

• قياس الحمل الحرج الحقيقي

• تطبيق تصحيحات العمر والحرارة

• اختبار سيناريو بدء المولد

4. عزل نطاقات الأعطال وقابلية الصيانة

في محطة إنزال الكابل البحري يجب تقسيم نطاقات الأعطال بين معدات الطرف البحري، معدات النقل البصري، الموجهات، أنظمة التحكم، التبريد، والأحمال المساعدة. الهدف هو منع عطل في نظام مساعد من إسقاط خدمات الاتصالات الأساسية، مع الحفاظ على إمكانية الصيانة أثناء التشغيل.

يتطلب العزل الجيد تنسيقا بين القواطع ومنحنيات الحماية واختيار نقاط الفصل في توزيع DC. كما يجب أن تسمح البنية بإزالة وحدة أو مسار طاقة للصيانة دون فقد كامل للخدمة، مع الحفاظ على وضوح مسارات التغذية والتأريض والتوثيق التشغيلي.

تعتمد تفاصيل العزل على هندسة الموقع الفعلية ومكونات المحطة، ولا يمكن اشتقاقها من تقرير كابل ماتسو رقم 4. التوصية الهندسية هي بناء نموذج فشل يربط كل مكون بنطاق تأثيره المتوقع قبل اعتماد مخطط الطاقة النهائي.

• رسم نطاقات الأعطال

• تنسيق القواطع والحماية

• توفير نقاط صيانة معزولة

5. المراقبة والاختبارات أثناء التشغيل والتكليف

يجب أن تتضمن منظومة المراقبة قياس تيار كل مسار تغذية، جهد ناقل -48 V DC، تموج الجهد Ripple، وإنذارات العزل والتأريض. تساعد هذه القياسات على اكتشاف تدهور المقومات أو البطاريات قبل تحول المشكلة إلى فقد خدمة.

تشمل برامج التكليف المحافظة اختبار معاوقة البطارية، والتحقق من انتقالات الطاقة، واختبار البدء من حالة انقطاع شامل Black-start عند تطبيقه على تصميم الموقع. كما ينبغي توثيق نتائج الاختبارات الأولية كخط أساس للمقارنة المستقبلية دون افتراض وجود نتائج أو مواصفات من تقرير المصدر.

لا يقدم تقرير لايت ريدينغ بنود اختبار لمحطة طاقة أو شروط تشغيل تفصيلية للكابل، لذلك يجب إعداد خطة الاختبار من خلال متطلبات المشغل وتحليل المخاطر الهندسي. يجب تجنب نسب أي بنود معيارية غير موثقة إلى جهات خارجية.

• قياس الجهد والتيار والتموج

• اختبار التحويل والطاقة الاحتياطية

• تسجيل خط أساس للتشغيل

6. إطار قرار المشغل والتدقيق المرحلي

يمكن للمشغل اتخاذ قرارات التحسين عبر ثلاث مراحل: أولا جمع بيانات الحمل والطاقة والأعطال، ثانيا تحليل الفجوات في الاستقلالية والعزل والحماية، وثالثا تنفيذ التحسينات ذات الأولوية مع اختبار القبول. هذا الإطار يساعد على ربط الاستثمار الهندسي بمخاطر الخدمة الفعلية.

قائمة التدقيق المرحلية تبدأ بمراجعة مخطط الطاقة A/B، ثم التحقق من صحة بيانات البطاريات والمقومات، ثم اختبار الفصل الانتقائي والمراقبة. يجب تحديث الوثائق التشغيلية بعد كل تعديل لضمان بقاء معرفة النظام متاحة لفرق التشغيل والصيانة.

للدعم الهندسي ومراجعات أنظمة طاقة محطات إنزال الكابلات البحرية، يمكن التواصل مع RICEWIND عبر ricewind.com، Email: lee@ricewind.com، WhatsApp: +86 17621197907. يتمحور الدعم حول تقييم البنية الكهربائية، مراجعة المرونة، وتحسين ممارسات التشغيل والصيانة وفق بيانات الموقع الفعلية.

• مراجعة مخططات الطاقة

• تدقيق بيانات البطاريات

• تحديث وثائق التشغيل