بتمويل من مجلس البحث العلمي -
مول مجلس البحث العلمي دراسة بحثية تناقش تحويل خطوط الطاقة الكهربائية العلوية إلى كابلات أرضية.
الدراسة نفذها الفريق البحثي من جامعة السلطان قابوس برئاسة الدكتور إبراهيم عبدالحميد متولي وتقوم فكرتها على تحويل خطوط الطاقة الكهربائية العلوية إلى شبكات توزيع أرضيه عن طريق الكابلات نظرا لما لها من مميزات منها القدرة على تقليل نسبة الأخطاء التي تحدث خاصة وأن الخطوط العلوية دائما ما تكون معرضة لخطر الصواعق والرياح وذلك نتيجة للسقوط الأشجار ونحوها بالإضافة إلى أن الخطوط العلويه تولد مجالات كهرومغناطيسية تسبب أثارا بيئية ضارة جدا بالإنسان عوضا عن أخذها مساحة ومشوهة للمكان أما بالنسبة للكابلات الأرضيه فتكون مدفونة تحت الأرض.
وقال الدكتور إبراهيم متولي الباحث الرئيس في المشروع إن المشروع يقوم بدراسة تحويل خطوط الطاقة الكهربائية العلوية لشبكات التوزيع العمانية إلى كابلات أرضية ذات جهد 11 ك.ف.
و 33 ك.ف.
وذلك عن طريق حساب وتحليل المفاقيد وتدفق القدرة في النظامين باستخدام برنامج إيتاب (ETAP)، اقتصاديات النظامين، وإختبار نهايات تلك الكابلات الأرضية في حالة استخدام أو عدم استخدام ممدات مسار التسرب تحت ظروف تلوث مختلفة لمحاكاة تأثير طقس عمان الحار، كما سيتم عمل تحليل رقمي باستخدام برنامج فيكتور فيلدز وذلك لتحسين أداء نهايات ووصلات تلك الكابلات وتقليل النقاط الساخنة والتي تؤدي لانهيارها.
وأضاف الدكتور إبراهيم إنه فيما يتعلق بالجزء الخاص بالمحاكاة باستخدام برنامج ايتاب في هذه الدراسة سوف يتركز على المناطق التابعة لشركة كهرباء مزون بولاية نزوى وذلك لتوافر كل بيانات الأجهزة ووجود نموذج لهذه الشبكة الحالية باستخدام خطوط الطاقة الكهربائية العلوية في شبكات التوزيع الخاصة بها.
وعن الحرارة وتأثيراتها يقول الدكتور إبراهيم متولي إن الدراسة عملت إلى إيجاد آلية لتقليل الحرارة داخل الكابلات الأرضية خاصة النقاط الضعيفة واطراف الكابلات ويتم ذلك عن طريق زيادة السمك الخارجي المعدني للكابلات وذلك لتقليل كثافة التيار الكهربائي.
وحول التحديات التي واجهتها الدراسة قال د.ابراهيم متولي أنه دائما ما نواجه صعوبات في الاماكن التي تمر فيها الطرق أو المناطق الجبليه أو مناطق التجمعات المائيه أو الأماكن التي تكون فيها التوصيل الحراري للتربه ضعيفه وتكون التربة بحاجة الى معالجة عن طريق عمل صندوق أرضي.
أهميته الدراسة وأهدافها
تركز الدراسة على تحسين استقرار جهد النظام خلال فترة الصيف والمشاكل التي تحدث خلال فصل الشتاء (حالة الحمل المنخفض)، حيث ان القدرة غير الفعالة التي تنتجها سعة الكابلات الأرضية سيرفع الجهد فوق الحدود المسموح بها (± 6٪).ومن المزمع أيضا إجراء مسح للمعاوقة مع التردد باستخدام برنامج ايتاب للتحقيق في تأثير الرنين على أداء النظام واتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب مثل هذه المشاكل الخطيرة الناتجة عن الرنين.
واضاف الباحث أن الهدف الرئيسي لجميع أنظمة الطاقة هو الحفاظ على مستوى عال جدا من الاستمرارية والاستقرار والقدرة على الخدمة لتلبية الطلب الحالي والطاقة اللازمه لتلبية الطلب في المستقبل.
ومع ذلك يمكن أن تتأثر هذه الاستمرارية والاستقرار والقدرة على عوامل كثيرة مثل أخطاء لا يمكن التنبؤ بها، كزيادة درجة الحرارة وتركيز المجال الكهربائي داخل أجهزة الشبكة.
وهذان العاملان يخفضان بشكل كبير من العمر الافتراضي للمعدات إذا ما تجاوزا قدرا مقننا. لذلك لا بد من التحكم في هذين العاملين، كما تعتبر منطقة نهايات ووصلات الكابلات الارضية من أضعف النقاط ولذلك يتم الاهتمام بهذه المناطق. كما يجب التحكم في شدة المجال الكهربائي وارتفاع الحرارة في النقاط الساخنة داخلها. ولذلك فإن التحكم في تصميم نهايات ووصلات الكابلات الارضية يساعد على التحكم بتركيز المجال الكهربائي لتجنب فشلها.
أبرز نتائج الدراسة
ويقول الدكتور إبراهيم متولي إنه لمعرفة فوائد استبدال الخطوط الكهرباء العلوية بالكابلات الأرضية، تم اختيار نموذج شبكة توزيع تحتوي جميعها على خطوط الكهرباء العلوية من شركة مزون لتوزيع الكهرباء، بعد ذلك تم بناء هذا النموذج في برنامج ايتاب والعمل على محاكاته. ثم استبدلت جميع خطوط الكهرباء العلوية في النموذج بكابلات أرضية وتمت محاكاة النموذج مرة أخرى باستخدام نفس البرنامج، وذلك لمقارنة نموذجي الخطوط الكهرباء العلوية والكابلات الأرضية من حيث خسائر الطاقة، تشكيلات الجهد، تيار قصر الدائرة الكهربائية وغيرها من أوجه المقارنة.
وتوصلت الدراسه إلى أن كل نماذج الكابلات الأرضية أفضل من نموذج خطوط الكهرباء العلوية من حيث تشكيلات الجهد ومجموع الأحمال ومفاقيد الطاقة ومعامل القدرة. بالإضافة إلى ذلك، فقد تم اكتشاف أن تشكيلات الجهد للنماذج الكابلات الأرضية أفضل من ما هو عليه في نموذج الخطوط العلوية عند الحمل الكامل. ولكن، عند الحمل الخفيف، وجُد بأن نموذج الكابلات الأرضية الطويلة يحتاج إلى تعويض عن طريق الملف الحثي وذلك لخفض الجهد الزائد وإنقاصه إلى مقدار يقل عن الحد الأعلى لكود عمان للتوزيع الكهربائي.
