تطبيق معايير الاتصال الخاصة بالشركات الفرعية الحديثة

دور لغة الاتحاد الفرعي

ومن العوامل الحاسمة التي تتيح التشغيل المتبادل ما يلي: لغات المؤتمرات الفرعية ] (SCL) المحددة في الوثيقة IEC 61850-6.

أهم الرسوم التي تدفع التبني

قابلية التشغيل البيني

وربما كانت أهم سمة في الدورة الأولى للجنة الأوقيانوغرافية الحكومية الدولية، وهي الوعد الذي قطعته على نفسها بقابلية التشغيل المتبادل بين عدة معادن، لأن جميع الأجهزة تتقيد بنفس نماذج البيانات وموجزات الاتصالات، ويمكن لمادة الحماية من الصانع ألف أن تتصل مباشرة بمراقب الخليج من الصانع باء دون بوابات أو محولات للبروتوكولات الجمركية، مما يقلل من قفل البائعين، ويبسط إدارة قطع الغيار، ويشجع على المنافسة.

الاتصالات السريعة بين الأقران

GOOSE] messages allow devices to communicate events between each other over a shared Ethernet network in under 4 milliseconds - fast enough for protection schemes like blocking, intertripping, and fast bus transfer. contrast traditional hardwired contacts, GOOSE eliminates the need for thousands of copper wires and simplifition station design. Similarly, [FLT:

Scalability and Flexibility

وقد صممت الشبكة الدولية للكهرباء 61850 لمنشآت من جميع الأحجام - من محطة فرعية صغيرة للتوزيع مع عدد قليل من الأجهزة المتفجرة المرتجلة إلى محطة فرعية لنقل كبيرة بمئات الأجهزة وحافلات متعددة للعمليات، وهي تدعم الطوابع النجمية والرواسب باستخدام مفاتيح النيت الاثيرية الموحدة ويمكن توسيع نطاقها ببروتوكولات الارتداد مثل بروتوكول إعادة البناء (بروتوكول بارال لاستصلاحية) وشبكة HSR.

الوصف الذاتي والكفاءة الهندسية

ويقدم كل جهاز من الأجهزة المتفجرة المرتجلة، وهو رقم 61850 من طراز IEC، ملفاً عن القدرات الذاتية التصميم، ويتضمن هذا الملف مواصفاته المنطقية، وعناصر البيانات، والخدمات، وعندما يستورد إلى أداة هندسية، يمكن أن تولد الأداة تلقائياً تشكيلات النظام، والتحقق من التوافق، وتثبت الصلات، مما يقلل بشكل كبير من الجهد الهندسي اليدوي والأخطاء مقارنة بالنظم القديمة التي يتعين إدخال قوائمها يدوياً.

خطوات لتنفيذ البرنامج المتكامل للتعاون الاقتصادي 61850 في المناطق الفرعية الحديثة

1 - تحديد النظم والتصميمات

وابتداء من تحديد الاحتياجات الوظيفية: أي مهام الحماية والمراقبة والرصد والتشغيل الآلي، ثم اختيار هيكل الاتصالات المناسب - وهو عادة حافلة محطة (للمراقبة الاشرافية وبيانات الحالة) وزبائن عملية (للمعاينة القيم وقاعدة البيانات العالمية للتعثر) ووضع وصف لعلم الطبقات تحتية باستخدام نظام SCL، وتحديد جميع المعدات الأولية (الأجهزة الكسرية، والموزعة، والمحولين) ومجموعاتها المنطقية (قاعد).

2 - اختيار المعدات وشراءها

(أ) أن يُذكر أن جميع الأجهزة المتفجرة المرتجلة يجب أن تُصدَّق على المادة 2 (أو أحدث) من التصنيفات المنطقية والملامح المتعلقة بالاتصالات، وأن يكفلوا، فيما يتعلق بعمليات إعادة الإنفاق، دعم النظام العالمي لحماية البيئة في خطط الحماية وآلية الرصد الخاصة بتكامل الهيئة، وأن تكون الأجهزة المتفجرة المرتجلة (الوحدات الناشئة، والمتحولة الذكية) داعمة للقيم المعينة.

3 - تصميم الشبكات واعادة الاكتمال

ويعتمد البرنامج الدولي للإحصاء 61850 اعتماداً كبيراً على شبكة قوية للشبكة الكهربائية، ويصمم الشبكة المحلية مع مفاتيح مخصّصة لتجهيز حافلات الحافلات والمحطة التي تختلف فيها احتياجات الطوارئ، ولأجل التطبيقات الحرجة، يستخدم بروتوكولاً زمنياً دقيقاً (EGE 1588/IEC 61850-9-3) لتزامن الوقت، وينفذ تجديداً باستخدام نظام تخطيط المخاطر قبل الشحن أو HSR لضمان عدم وجود نقطة واحدة من نقاط الفشل.

4- تشكيلة منظومة التعاون التقني والتكامل

(ج) استخدام أداة لتشكيل النظام (من أحد البائعين أو طرف ثالث) لاستيراد جميع ملفات المعهد الدولي للتصنيف الصناعي، وتخصيص رموز منطقية للأجهزة المادية، وخرائط مدخلات/نواتج النظام العالمي لمراقبة المناخ، وتثبيت مجموعات البيانات، وإعداد ملف لتشكيل النظام يتضمن بيانات كاملة على مستوى النظام، ثم يوزع ملف التحليل الموضعي على كل أداة من أدوات تشكيلة الأجهزة المتفجرة المرتجلة لتحميل التشكيلة النهائية.

5 - التركيب والحد من الاسترقاق

ومن الفوائد المادية الرئيسية للشبكة الدولية للكهرباء 61850 تخفيض أسلاك النحاس، واستبدال الشبكة العالمية لسواتل الملاحة والشبكة اللاسلكية بالعديد من الاتصالات التي تتم بجهد كبير فيما يتعلق بالربط بين القفل والتعثر والتدفئة، والتعديلات، وفي حافلة عملية رقمية تماما، يستعاض عن أجهزة التصنيف المغنطيسية والأسلاك المحتوية على التليف بالبلورات من وحدات التنظيف إلى مواقع إعادة الشحن، مما يقلل إلى حد كبير من تركيبات التيار، ومن أماكن العمل.

٦ - الاختبارات والتكليف

اختبارات الفحص ضرورية لضمان التشغيل المتبادل والموثوقية، وإجراء اختبارات مطابقة فردية للأجهزة المتفجرة المرتجلة (خط الهاتف) وفحص الاتصالات بين الشبكة والشبكة (مثل استخدام أجهزة تحليل الشبكة التي تفصل بين رسائل IEC 61850) واختبارات نهاية الشبكة من حيث النظام، واستخدام أدوات الاختبار التي يمكن أن تُحاكي أوامر الشركة وأجهزة التحلل الفرعية للتأمين من أجل التحقق من عدم الاتساق بين أرقام الاختبارات)

7 - التدريب والتأهب التشغيلي

ويتطلب الانتقال إلى المركز الدولي للحساب الإلكتروني 61850 مهارات جديدة، ويجب على الأفرقة الهندسية أن تتعلم النسيج والتشكيل الشبكي و61850 مفهوما (اللوائح اللوائح الدوائية، والآفات غير التعريفية، وما إلى ذلك) ويتعين على موظفي العمليات والصيانة فهم كيفية تفسير الأحداث وأجهزة الإنذار في البيئة الرقمية الجديدة، وتوفير التدريب العملي بأدوات التشكيلات، وأجهزة الإنذار بالشبكات.

استحقاقات تنفيذ البرنامج المتكامل

الأداء في خطة الحماية المعززة

ومع نظام حماية النظام العالمي لرصد المحيطات، مثل مخططات وقف العمل، والتنسيق المفرط، والإغلاق الآلي، يمكن أن يحققا سرعة الاتصالات التي تضاهي المنطق الذي يقاس أو أسرع من المنطق الذي يكتنفه البذلة، كما أن النظام العالمي لرصد المحيطات يتيح مخططات أكثر تعقيدا دون معدات إضافية للشحن، وعلى سبيل المثال، يمكن توزيع المنطق الثلاثي المتصاعد عبر العصى بشدّة.

خفض تكاليف دورة الحياة

وعلى الرغم من أن الاستثمار الأولي قد يكون أعلى من ذلك بسبب التبديلات المدارة، فإن الألياف البصرية، واختبارات التطابق - تكلفة دورة الحياة غالبا ما تكون أقل، فالإلغاء على مستوى النحاس، وخفض مستوى البحث، والإسراع في العمل يؤدي إلى تحقيق وفورات في رأس المال، وعلى مر الزمن، تكون التعديلات (الإضافة إلى الأجهزة المتفجرة المرتجلة الجديدة، وخطط الحماية المتغيرة) أسهل وأرخص لأن ملفات SCL تحتاج إلى تحديث وليس إعادة التشغيل المادية.

تحسين رصد الحالة وإدارة الأصول

ويبلغ عدد أجهزة المجلس التنفيذي الدولي للحساب الإلكتروني 61850 جهازاً من أجهزة الإبلاغ عن وجود مجموعة كبيرة من حالات تشغيل البيانات، ودرجة الحرارة، وضغط الغاز، وموقع متغيرات النقر، وأجهزة التقاط الموجات، وجميع هذه البيانات متاحة على نظام الرصد المتعدد الوسائط إلى المركز الوطني للتصنيف الصناعي أو بوابات الهندسة النائية، ويمكن استخدام أفران الصيانة التنبؤية، وتحليل الاتجاهات، ونظم الإنذار المبكر دون أجهزة استشعار إضافية أو نظم رصد حالة مخصصة.

دعم وظائف الجريم الذكي

وتشكل البدائل الرقمية التي تم بناؤها على الشبكة الدولية للكهرباء 61850 الأساس لتطبيقات الشبكة الذكية مثل قياس المتزامنة (بيانات وحدة تقييم البرامج بشأن C37.118 أو IEC 61850 - - 90 - 5)، والحماية التكييفية، وتكامل موارد الطاقة الموزعة، والموقع التلقائي، وتسمح معدلات البيانات العالية وقلة مرونة حافلات العمليات بتوفير الحماية والرقابة المركزيتين باستخدام وحدات الدمج ومراقبات العصية، مما يمهد الطريق لخطط الحماية الافتراضية بالكامل.

التحديات والنظرات الحرجة

أمن الفضاء الإلكتروني

ويعرض اعتماد اللجنة على الشبكة الأوروبية للطاقة الذرية 61850 حالة فرعية للتهديدات الإلكترونية، ولا يشمل المعيار نفسه آليات الأمن المبني، بل يوفر البرنامج الدولي للإحصاء 62351 تدابير أمنية، مثل التوثيق، والتشفير، ومراقبة الدخول على أساس الأدوار لنظام الرصد المتعدد الوسائط، ونظام المعلومات الجغرافية، ونظام الرصد والتقييم الشامل.

نظم الجلايات والهجرة

أما معظم المراكز الفرعية القائمة فتتمثل في استخدام بروتوكولات متسلسلة (مودبوس، وDNP3، وIEC 60870-5-101/103). أما عمليات الرد عليها كلها فهي في كثير من الأحيان ذات تكلفة مخففة، ويجب أن تخطط المرافق للهجرة التدريجية: تركيب 61850 بوابة إلكترونية تابعة للشبكة الدولية للتعليم تترجم البروتوكولات القديمة إلى MMS/GOOSE، أو استخدام أجهزة تحويل للبروتوكولات على أساس كل فترة زمنية.

تعقيد تشكيلة الشبكة

وتنفيذ برنامج تجديد نظم الإدارة/التزامير المهني، وإنشاء شبكة VLAN المناسبة، والفرز المتعدد السواتل، وتزامن التوقيت مع 1588 من الشبكة الإلكترونية، يتطلب خبرة هندسية شبكية تتجاوز المهارات الهندسية التقليدية في مجال إعادة الشحن، ويتعاون العديد من المرافق مع أخصائيي الشبكات أو يعتمدون على مربي النظام، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون التشكيلة القائمة على النظام، وهي قوية، ومعرضة للأخطاء، إذا لم تدار بأدوات صارمة في مجال مراقبة الأدوات.

الثغرات في مجال التوحيد والقابلية للتشغيل المتبادل

ورغم المعايير، لا تزال هناك قضايا تتعلق بالقابلية للتشغيل المتبادل في العالم الحقيقي، فالاختلافات في تنفيذ الفقرة 1 مقابل المادة 2، والسمات الاختيارية، وتفسير الخدمات البالغة الأهمية من حيث الوقت يمكن أن تسبب أخطاء في الأداء، فعلى سبيل المثال، قد لا تدعم بعض عمليات التدوير التي يقوم بها الفريق مع تصفية النطاقات الميتة، أو قد يكون لها سلوك مختلف فيما يتعلق باستمرار وضع نظام المعلومات الجغرافية(18).

الاتجاهات المستقبلية والتطبيقات المتطورة

IEC 61850 Beyond Substations

ويتزايد تطبيق هذا المعيار على مجالات أخرى: محطات توليد الطاقة الكهرمائية (IEC 618507410)، والطاقة الريحية (IEC 61850 - - - 7420)، ورصد نوعية الطاقة، وتُعرِّف سلسلة التركيزات 61850 - 90 ملامح الإرشاد لرصد الظروف، وبيانات المتزامنة، والاتصال من الباطن، وهذه المراكز التطوّرية 61850 لغة عالمية من أجل التشغيل الآلي لنظام الطاقة الكهربائية.

التكامل مع نظام حاسبة الحوائط

وتجمع الوحدات الفرعية الحديثة كميات هائلة من البيانات، ويمكن للمنابر الحاسوبية للطرق أن تجهز مسبقا بيانات IEC 61850 (مثل تحليل نوعية الموجات، وحساب مقاييس الأداء) ونقل معلومات موجزة إلى السحابة، وتيسر نماذج البيانات الموحدة دمجها مع بروتوكولات IoT (MQTT، مكتب تنسيق الشؤون الاقتصادية، وكالة تشجيع الاستثمار) باستخدام البوابات الخلفية.

الحماية والمراقبة الافتراضيين

ومع وجود حافلات عالية السرعة في العمليات وتزامن زمني قوي (IEE 1588)، يمكن استضافة مهام الحماية والمراقبة على آلات افتراضية أو أجهزة مراقبة مركزية، مما يقلل من عدد الأجهزة المتفجرة المرتجلة المادية ويتيح إعادة التشكيل الدينامي، وفي حين أن هذا النهج لا يزال آخذا في الظهور، فإنه يبشر بزيادة التكاليف وتحسين المرونة، ولكنه يتطلب شبكة موثوقة جدا ومنابر حاسوبية في الوقت الحقيقي.

خاتمة

وتنفيذ IEC 61850 في المراكز الفرعية الحديثة ليس مجرد تحديث تقني - بل هو تحول استراتيجي يتيح استخدام شبكات الطاقة الأكثر ذكاء وأكثر مرونة وأكثر موثوقية، وباستبدال آلاف الأسلاك المشابهة بالشبكات الرقمية العالية السرعة، فإن اللجنة الانتخابية المستقلة 61850 تقلل وقت التركيب وتكلفته مع فتح القدرات الجديدة في مجال الحماية والتحكم وإدارة الأصول، ويستلزم المسار إلى الاعتماد أدوات تخطيطية دقيقة وفحصية واستثمار في مهارات جديدة.