مقدمة:
في أنظمة نقل الطاقة الكهربائية، تُستخدم أنظمة الاتصالات لنقل الإشارات بين المحطات المختلفة. أحد هذه الأنظمة هو ناقل الاتصالات عبر خطوط الطاقة (Power Line Carrier Communications – PLCC)، والذي يعتمد على نقل الإشارات ذات الترددات العالية عبر خطوط نقل الطاقة نفسها. ومع ذلك، فإن هذه الترددات العالية قد تؤثر سلبًا على أجزاء المحطة الكهربائية، مما يستدعي استخدام جهاز يسمى مصيدة الترددات العالية (Wave Trap).
ما هي مصيدة الترددات العالية (Wave Trap)؟
مصيدة الترددات العالية (Wave Trap) هي جهاز كهربائي يُستخدم لمنع الإشارات ذات الترددات العالية من الدخول إلى محطة التحويل الكهربائية، مع السماح بمرور ترددات الشبكة الأساسية (50 هرتز أو 60 هرتز) دون عوائق. يتم تركيب هذا الجهاز على التوالي مع خطوط نقل الطاقة عند مدخل ومخرج المحطة.
تركيب مصيدة الترددات العالية:
تتكون مصيدة الترددات العالية من المكونات الرئيسية التالية:
- ملف حثي (Inductor): يعمل على تقديم معاوقة عالية (Impedance) للإشارات ذات الترددات العالية، مما يمنعها من المرور إلى المحطة.
- مكثف (Capacitor): يتم توصيله على التوازي مع الملف الحثي لتشكيل دائرة رنين (Resonant Circuit) تعمل كمرشح ترددي.
- محول جهد سعوي (Capacitive Voltage Transformer – CVT): يُستخدم لفلترة الترددات العالية وتوجيهها إلى نظام الاتصالات (PLCC).
مبدأ عمل مصيدة الترددات العالية:
تعمل مصيدة الترددات العالية كمرشح ترددي (Band Stop Filter أو Low Pass Filter) وفقًا للمبادئ التالية:
- مع الترددات العالية: تكون قيمة المعاوقة (Impedance) للمصيدة عالية جدًا، مما يجعل الدائرة الكهربائية مفتوحة بالنسبة لهذه الترددات. نتيجة لذلك، يتم منع الإشارات ذات الترددات العالية من الدخول إلى المحطة الكهربائية.
- مع تردد الشبكة (50 هرتز أو 60 هرتز): تكون قيمة المعاوقة للمصيدة صغيرة جدًا، مما يسمح بمرور تيار الشبكة الأساسي دون أي تأثير يذكر.
استخدامات مصيدة الترددات العالية في محطات التحويل:
- حماية أجهزة المحطة: تمنع الإشارات ذات الترددات العالية من الوصول إلى المحولات والمعدات الكهربائية الأخرى في المحطة، مما يحميها من التشويش والتلف.
- تحسين كفاءة نظام الاتصالات (PLCC): تعمل على توجيه الإشارات ذات الترددات العالية إلى نظام الاتصالات (PLCC) دون تدخل مع ترددات الشبكة الأساسية.
- تقليل التشويش الكهرومغناطيسي: تقلل من التشويش الكهرومغناطيسي الناتج عن الإشارات ذات الترددات العالية، مما يحسن من جودة نقل الطاقة والاتصالات.
- زيادة موثوقية النظام: تعمل على زيادة موثوقية النظام الكهربائي عن طريق فصل الإشارات غير المرغوب فيها عن ترددات الشبكة الأساسية.
أنواع تركيب مصيدة الترددات العالية:
يمكن تركيب مصيدة الترددات العالية بعدة طرق، بما يتناسب مع تصميم المحطة والخطوط الكهربائية:
- التركيب الأفقي: يتم تركيب المصيدة بشكل أفقي على أبراج نقل الطاقة.
- التركيب الرأسي: يتم تركيب المصيدة بشكل رأسي، خاصة في الأماكن المحدودة المساحة.
- التركيب المعلق: يتم تعليق المصيدة على الأبراج باستخدام هياكل داعمة.
