Princíp činnosti a účel VF komunikačných kanálov vysokonapäťových elektrických vedení

Link — súbor zariadení a fyzických médií, ktoré prenášajú signály. Pomocou kanálov sa signály prenášajú z jedného miesta na druhé a tiež sa prenášajú v čase (pri ukladaní informácií).

Najbežnejšie zariadenia, ktoré tvoria kanál, sú zosilňovače, anténne systémy, prepínače a filtre. Ako fyzické médium sa často používa dvojica drôtov, koaxiálny kábel, vlnovod, médium, v ktorom sa šíria elektromagnetické vlny.

Koaxiálny kábel — vysokofrekvenčný kábel, v ktorom je jedným z vodičov dutá trubica, ktorá úplne obklopuje druhý vodič. Vnútorný drôt je umiestnený presne pozdĺž osi potrubia, preto sa kábel nazýva koaxiálny alebo koncentrický. Aby sa vnútorný drôt udržal v tejto polohe, buď je priestor medzi vonkajším a vnútorným drôtom úplne vyplnený izolačným materiálom, alebo sú na vnútorný drôt umiestnené jednotlivé izolátory.

Keďže v koaxiálnom kábli sú všetky elektrické a magnetické polia sústredené v priestore medzi vonkajším a vnútorným vodičom, t.j. neexistujú žiadne vonkajšie polia, straty žiarenia sú zanedbateľné. Na zníženie strát pri zahrievaní kovu môže byť vnútorný drôt vyrobený s veľkým priemerom (povrch vonkajšieho drôtu je v každom prípade dostatočne veľký).

Ak má byť koaxiálny kábel pružný, potom je jeho vonkajší vodič vyrobený vo forme pružného kovového opletu a kábel je vyplnený plastovým izolačným materiálom.

Z hľadiska komunikačných technológií Najdôležitejšími charakteristikami komunikačných kanálov sú skreslenia, ktorým sú vystavené signály prenášané cez ne. Rozlišujte medzi lineárnym a nelineárnym skreslením. Lineárne skreslenie pozostávajú z frekvenčných a fázových skreslení a sú opísané prechodovou odozvou alebo ekvivalentne komplexným zosilnením kanálu. Nelineárne skreslenie sú dané nelineárnymi závislosťami, ktoré ukazujú, ako sa signál mení pri prechode komunikačným kanálom.

Komunikačný kanál je charakterizovaný súborom signálov, ktoré sú odosielané na vysielacom konci a signálov, ktoré sú prijímané na prijímacom konci. V prípade, že vstupné a výstupné signály kanála sú funkcie definované na diskrétnej sade hodnôt argumentov, volá sa kanál oddelené… Takéto komunikačné kanály sa používajú napríklad v pulzných režimoch prevádzky vysielačov, v telegrafii, telemetrii a radare.

Nepretržite sa nazýva kanál, ktorého výstupné a vstupné signály sú spojité funkcie. Takéto kanály sú široko používané v telefónii, rozhlasovom vysielaní, televízii.Široko používané sú aj diskrétne a nepretržité komunikačné kanály v automatizácii a telemechanike.

Niekoľko rôznych kanálov môže zdieľať rovnaké technické spojenie. V týchto prípadoch (napríklad vo viackanálových komunikačných linkách so signálmi s frekvenčným alebo časovým delením) sa kanály kombinujú a odpájajú pomocou špeciálnych prepínačov alebo filtrov. Niekedy naopak jeden kanál využíva niekoľko technických komunikačných liniek.

Vysokofrekvenčná komunikácia (HF komunikácia) je typ komunikácie v elektrických sieťach, ktorý zabezpečuje použitie vysokonapäťových elektrických vedení ako komunikačných kanálov. Striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz preteká vodičmi elektrického vedenia elektrické siete. Podstatou organizácie HF komunikácie je, že na prenos signálu na linke sa používajú rovnaké vodiče, ale s inou frekvenciou.

Frekvenčný rozsah HF komunikačných kanálov je od desiatok do stoviek kHz. Vysokofrekvenčná komunikácia je organizovaná medzi dvoma susednými rozvodňami, ktoré sú prepojené elektrickým vedením s napätím 35 kV a viac. Komu striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz dosiahli prípojnice rozvodne a komunikačné signály do príslušných komunikačných súprav využívajú vysokofrekvenčné odrušovače a komunikačné kondenzátory.

HF pasca má malý prúdový odpor pri priemyselnej frekvencii a vysoký odpor pri frekvencii vysokofrekvenčných komunikačných kanálov. Väzbový kondenzátor - naopak: má vysoký odpor pri frekvencii 50 Hz a nízky odpor pri frekvencii komunikačného kanála.To zaisťuje, že do zberníc rozvodne prúdi iba 50 Hz prúd a do HF komunikačnej súpravy len vysokofrekvenčné signály.

Na príjem a spracovanie HF komunikačných signálov sú na oboch rozvodniach inštalované špeciálne filtre, signálové transceivery a sady zariadení, ktoré vykonávajú určité funkcie, medzi ktorými je organizovaná HF komunikácia. Nižšie zvážime, ktoré funkcie je možné implementovať pomocou HF komunikácie.

Najdôležitejšou funkciou je použitie HF kanálu v zariadeniach na reléovú ochranu a automatizáciu zariadení rozvodní. Komunikačný kanál HF sa používa na ochranu vedení 110 a 220 kV - fázovú rozdielovú ochranu a smerovú vysokofrekvenčnú ochranu. Ochranné sady sú inštalované na oboch koncoch prenosovej linky, ktoré sú vzájomne prepojené RF komunikačným kanálom. Pre ich spoľahlivosť, rýchlosť a selektivitu sa ochrana pomocou HF komunikačného kanála používa ako hlavná pre každé nadzemné vedenie 110-220 kV.

Kanál prenosu signálu pre reléovú ochranu elektrických vedení (PTL) sa nazýva reléový ochranný kanál... V technológii reléovej ochrany sa najčastejšie používajú tri typy VF ochrany:

• smerový filter,

• diaľkové ovládanie s HF blokovaním,

• diferenciálna fáza.

V prvých dvoch typoch ochrany sa nepretržitý VF blokovací signál prenáša cez VF kanál s externým skratom, pri fázovej diferenciálnej ochrane sa VF napäťové impulzy prenášajú cez ochranný kanál relé. Trvanie impulzov a prestávok je približne rovnaké a rovná sa polovici periódy napájacej frekvencie.V prípade vonkajšieho skratu pracujú vysielače umiestnené na oboch koncoch vedenia v rôznych polovičných cykloch napájacej frekvencie. Každý z prijímačov prijíma signály z oboch vysielačov. Výsledkom je, že v prípade vonkajšieho skratu dostanú oba prijímače nepretržitý blokovací signál.

V prípade skratu na chránenom vedení nastáva fázový posun manipulačných napätí a časové intervaly pri zastavení oboch vysielačov. V tomto prípade sa v prijímači objaví prerušovací prúd, ktorý sa používa na vytvorenie signálu, ktorý pôsobí na vypnutie ističa na danom konci chráneného vedenia.

Normálne vysielače na oboch koncoch linky pracujú na rovnakej frekvencii. Na diaľkových vedeniach však niekedy existujú reléové ochranné kanály s vysielačmi pracujúcimi na rôznych HF alebo na blízko umiestnených frekvenciách (1500-1700 Hz). Práca na dvoch frekvenciách umožňuje zbaviť sa škodlivých účinkov signálov odrazených od opačného konca vedenia. Ochranné reléové kanály používajú špeciálny (vyhradený) RF kanál.

Existujú aj zariadenia, ktoré používajú vysokofrekvenčný komunikačný kanál na určenie miesta poškodenia elektrického vedenia. Okrem toho možno na prenos signálov použiť RF komunikačný kanál telemechanické vybavenie, SCADA, ACS a iné systémy zariadení APCS. Prostredníctvom vysokofrekvenčného komunikačného kanála je tak možné ovládať prevádzkový režim zariadenia rozvodne, ako aj prenášať príkazy na ovládanie spínačov a rôznych funkcií. reléové ochranné zariadenia.

Ďalšou funkciou je funkcia telefónu... HF kanál je možné použiť na prevádzkové vyjednávanie medzi susednými rozvodňami. V moderných podmienkach nie je táto funkcia relevantná, pretože existujú pohodlnejšie spôsoby komunikácie medzi obslužným personálom zariadení, ale HF kanál môže slúžiť ako záložný komunikačný kanál v prípade núdze, keď nebude k dispozícii mobilný telefón. alebo pevnú telefónnu komunikáciu .

Komunikačný kanál elektrického vedenia — kanál používaný na prenos signálov v rozsahu 300 až 500 kHz. Na zapnutie zariadenia komunikačného kanála sa používajú rôzne schémy. Spolu s obvodom fáza-zem (obr. 1), ktorý je vďaka svojej hospodárnosti najbežnejší, sa používajú obvody: fáza-fáza, fáza-dvojfázová, dvojfázová-zem, trojfázová-zem , fázová fáza rôznych vedení. Vysokofrekvenčná pasca, väzbový kondenzátor a väzobný filter používané v týchto obvodoch sú zariadenia na spracovanie elektrického vedenia na organizovanie vysokofrekvenčných komunikačných kanálov pozdĺž ich vodičov.

Ryža. 1. Bloková schéma jednoduchého komunikačného kanála cez elektrické prenosové vedenie medzi dvoma susednými rozvodňami: 1 — HF trap; 2 — väzbový kondenzátor; 3 — spojovací filter; 4 — HF kábel; 5 — zariadenie TU — TS; c — telemetrické snímače; 7 — telemetrické prijímače; 8 — zariadenia na ochranu relé a/alebo diaľkovú automatizáciu; 9 — automatická telefónna ústredňa; 10 — Predplatiteľ ATS; 11 — priami predplatitelia.

Lineárne spracovanie je nevyhnutné na získanie stabilného komunikačného kanála. Útlm HF kanála prostredníctvom prepracovaných elektrických vedení je takmer nezávislý od schémy prepínania vedenia.Pri absencii spracovania sa komunikácia preruší, keď sú konce prenosovej linky odpojené alebo uzemnené. Jedným z najdôležitejších problémov komunikácie na elektrických vedeniach je nedostatok frekvencií v dôsledku nízkeho napätia medzi vedeniami, ktoré sú pripojené cez prípojnice rozvodne.

HF kanály možno použiť na komunikáciu s posádkami na mieste, ktoré opravujú poškodené elektrické vedenia a riešia problémy s elektrickými inštaláciami. Na tento účel sa používajú špeciálne prenosné vysielače.

Používajú sa nasledujúce vysokofrekvenčné zariadenia pripojené na prerobené elektrické vedenie:

• kombinované zariadenia pre telemechaniku, automatizáciu, ochranu relé a telefónne kanály;

• špecializované vybavenie pre ktorúkoľvek z uvedených funkcií;

• diaľkové komunikačné zariadenie pripojené k elektrickému vedeniu cez spojovacie zariadenie priamo alebo pomocou prídavných jednotiek na posunutie frekvencie a zvýšenie úrovne prenosu;

• zariadenie na riadenie impulzov vedenia.