Принципът на действие и предназначението на ВЧ комуникационни канали на електропроводи с високо напрежение

Връзка — набор от устройства и физически носители, които предават сигнали. С помощта на канали сигналите се предават от едно място на друго, а също така се прехвърлят във времето (при съхраняване на информация).

Най -често срещаните устройства, които изграждат канал, са усилватели, антенни системи, ключове и филтри. Чифт проводници, коаксиален кабел, вълновод, среда, в която се разпространяват електромагнитни вълни, често се използват като физическа среда.

Коаксиален кабел — високочестотен кабел, в който един от проводниците е куха тръба, която напълно обхваща втория проводник. Вътрешният проводник е разположен точно по оста на тръбата, поради което кабелът се нарича коаксиален или концентричен. За да поддържате вътрешния проводник в това положение, или пространството между външния и вътрешния проводник е напълно запълнено с изолационен материал, или върху вътрешния проводник се поставят отделни изолатори.

Тъй като в коаксиален кабел всички електрически и магнитни полета са концентрирани в пространството между външния и вътрешния проводник, т.е.не съществуват външни полета, загубите от радиация са незначителни. За да се намалят загубите при нагряване на метала, вътрешният проводник може да бъде направен с голям диаметър (повърхността на външния проводник във всеки случай е достатъчно голяма).

Ако коаксиалният кабел трябва да бъде гъвкав, тогава външният му проводник е направен под формата на гъвкава метална оплетка и кабелът е изпълнен с пластмасов изолационен материал.

По отношение на комуникационните технологии най -важните характеристики на комуникационните канали са изкривяванията, на които се подлагат сигналите, предавани по него. Разграничаване на линейни и нелинейни изкривявания. Линейно изкривяване се състоят от честотни и фазови изкривявания и се описват от преходната реакция или, еквивалентно, от сложното усилване на канала. Нелинейно изкривяване са дадени от нелинейни зависимости, които показват как се променя сигналът, докато пътува през комуникационния канал.

Комуникационният канал се характеризира с колекция от сигнали, които се изпращат в предавателния край и сигнали, които се приемат в приемащия край. В случай, че сигналите на входа и изхода на канала са функции, дефинирани върху дискретен набор от стойности на аргументи, каналът се нарича отделен… Такива комуникационни канали се използват например в импулсни режими на работа на предаватели, в телеграфия, телеметрия и радар.

Непрекъснато се нарича канал, чиито изходни и входни сигнали са непрекъснати функции. Такива канали се използват широко в телефонията, радиоразпръскването, телевизията. Широко се използват и дискретни и непрекъснати комуникационни канали в автоматизацията и телемеханиката.

Няколко различни канала могат да споделят една и съща техническа връзка. В тези случаи (например в многоканални комуникационни линии с сигнали за честотно или времево разделение) каналите се комбинират и изключват с помощта на специални превключватели или филтри. Понякога, напротив, един канал използва няколко технически комуникационни линии.

Високочестотна комуникация (HF комуникация) е вид комуникация в електрическите мрежи, която предвижда използването на високоволтови електропроводи като комуникационни канали.Променлив ток с честота 50 Hz протича през проводниците на електропровода на електрическите мрежи. Същността на организацията на ВЧ комуникация е, че същите проводници се използват като предаване на сигнал по линията, но с различна честота.

Честотният диапазон на ВЧ комуникационните канали е от десетки до стотици kHz. Високочестотната комуникация е организирана между две съседни подстанции, които са свързани чрез електропровод с напрежение 35 kV и повече. Да се променлив ток с честота 50 Hz стигнали до шините на разпределителната уредба на подстанцията, а комуникационните сигнали към съответните комуникационни комплекти използват високочестотни супресори и комуникационни кондензатори.

HF капан има малко съпротивление при тока на индустриалната честота и голямо съпротивление при честотата на високочестотните комуникационни канали. Съединителен кондензатор — напротив: той има високо съпротивление при честота 50 Hz, а при честотата на комуникационния канал — ниско съпротивление. По този начин се гарантира, че само 50 Hz ток тече към шините на подстанцията и само сигнали с висока честота към комуникационния комплект HF.

За приемане и обработка на ВЧ комуникационни сигнали и на двете подстанции, между които е организирана ВЧ комуникация, са инсталирани специални филтри, сигнални приемо -предаватели и комплекти оборудване, които изпълняват определени функции. По -долу ще разгледаме кои функции могат да бъдат реализирани с помощта на ВЧ комуникация.

Най -важната функция е използването на ВЧ канал в устройства за релейна защита и автоматизация на оборудване на подстанции. ВЧ комуникационният канал се използва за защита на 110 и 220 kV линии-фазово-диференциална защита и насочена високочестотна защита. В двата края на преносната линия са монтирани комплекти защита, които са свързани помежду си чрез ВЧ комуникационен канал. Поради тяхната надеждност, скорост и селективност, защитата с помощта на ВЧ комуникационен канал се използва като основна за всяка ВЛ 110-220 kV.

Извиква се канал за предаване на сигнали за релейна защита на електропроводи (PTL) канал за релейна защита… Три вида ВЧ защита са най -широко използвани в технологията за релейна защита:

• насочен филтър,

• дистанционно с HF блокиране,

• диференциална фаза.

При първите два вида защита непрекъснат сигнал за блокиране на ВЧ се предава през ВЧ канала с външно късо съединение, при фазово диференциална защита импулсите на ВЧ напрежение се предават през релейния защитен канал. Продължителността на импулсите и паузите е приблизително еднаква и е равна на половината от периода на честотата на захранване. В случай на външно късо съединение, предавателите, разположени в двата края на линията, работят в различни полуцикли на честотата на захранване. Всеки от приемниците получава сигнали от двата предавателя. В резултат на това в случай на външно късо съединение и двата приемника получават непрекъснат блокиращ сигнал.

В случай на късо съединение на защитената линия възниква фазово изместване на манипулиращите напрежения и се появяват интервали от време, когато и двата предавателя са спрени. В този случай в приемника се появява прекъсващ ток, който се използва за създаване на сигнал, действащ за отваряне на прекъсвача на този край на защитената линия.

Обикновено предавателите в двата края на линията работят на една и съща честота. Въпреки това, на линии на дълги разстояния понякога има релейни защитни канали с предаватели, работещи при различни ВЧ или на честоти с малък интервал (1500-1700 Hz). Работата на две честоти дава възможност да се отървете от вредното въздействие на сигналите, отразени от противоположния край на линията. Защитните релейни канали използват специален (специален) RF канал.

Има и устройства, които с помощта на ВЧ комуникационен канал определят мястото на повреда на електропроводите. В допълнение, RF комуникационният канал може да се използва за предаване на сигнали телемеханично оборудване, SCADA, ACS и други системи за оборудване на APCS.По този начин чрез високочестотния комуникационен канал е възможно да се контролира режимът на работа на оборудването на подстанцията, както и да се предават команди към управляващи ключове и различни функции. устройства за релейна защита.

Друга функция е функция на телефона… ВЧ канал може да се използва за оперативни преговори между съседни подстанции. В съвременните условия тази функция не е от значение, тъй като има по -удобни начини за комуникация между обслужващия персонал на съоръженията, но HF каналът може да служи като резервен комуникационен канал в случай на аварийна ситуация, когато няма да има мобилен или стационарна телефонна комуникация.

Комуникационен канал на електропровода — канал, използван за предаване на сигнали в диапазона от 300 до 500 kHz. Използват се различни схеми за включване на оборудването на комуникационния канал. Наред с веригата фаза-земя (фиг. 1), която е най-често срещана поради икономичността си, се използват следните вериги: фаза фаза, фаза две фази, две фази земя, три фази земя, фаза -фаза от различни линии. Високочестотният капан, свързващият кондензатор и свързващият филтър, използвани в тези схеми, са оборудване за обработка на електропроводи за организиране на високочестотни комуникационни канали по техните проводници.

Ориз. 1. Блокова диаграма на обикновен комуникационен канал през електропреносна линия между две съседни подстанции: 1 — ВЧ уловка; 2 — свързващ кондензатор; 3 — свързващ филтър; 4 — ВЧ кабел; 5 — устройство TU — TS; в — сензори за телеметрия; 7 — телеметрични приемници; 8 — устройства за релейна защита и / или телеавтоматика; 9 — автоматична телефонна централа; 10 — абонат на ATS; 11 — директни абонати.

Линейната обработка е необходима за получаване на стабилен комуникационен канал. Затихването на ВЧ канала през преработените електропроводи е почти независимо от схемата за превключване на линията. При липса на обработка комуникацията ще бъде прекъсната при изключване или заземяване на краищата на преносната линия. Един от най -важните проблеми на комуникацията по електропроводи е липсата на честоти поради ниското напрежение между линиите, които са свързани чрез шините на подстанцията..

ВЧ каналите могат да се използват за комуникация с екипи на място, които поправят повредени електропроводи и отстраняват повреди на електрически инсталации. За тази цел се използват специални преносими предаватели.

Използва се следното ВЧ оборудване, свързано към преработената електропровод:

• комбинирано оборудване за телемеханика, автоматика, релейна защита и телефонни канали;

• специализирано оборудване за някоя от изброените функции;

• комуникационно оборудване за дълги разстояния, свързано към електропровода чрез свързващото устройство директно или с помощта на допълнителни блокове за изместване на честотата и повишаване нивото на предаване;

• оборудване за импулсно управление на линиите.