Prinsippet for drift og formål med HF-kommunikasjonskanaler for høyspentledninger

Link – et sett med enheter og fysiske medier som overfører signaler. Ved hjelp av kanaler overføres signaler fra et sted til et annet, og overføres også i tide (ved lagring av informasjon).

De vanligste enhetene som utgjør en kanal er forsterkere, antennesystemer, brytere og filtre. Et par ledninger, en koaksialkabel, en bølgeleder, et medium der elektromagnetiske bølger forplanter seg brukes ofte som et fysisk medium.

Koaksialkabel — en høyfrekvent kabel der en av lederne er et hult rør som fullstendig omslutter den andre lederen. Den indre ledningen er plassert nøyaktig langs rørets akse, og det er grunnen til at kabelen kalles koaksial eller konsentrisk. For å holde den indre ledningen i denne posisjonen, fylles enten rommet mellom ytre og indre ledning helt med isolasjonsmateriale, eller individuelle isolatorer plasseres over den indre ledningen.

Siden i en koaksialkabel er alle elektriske og magnetiske felt konsentrert i rommet mellom de ytre og indre lederne, det vil si at det ikke er noen ytre felt, er strålingstapene ubetydelige. For å redusere tap ved oppvarming av metallet, kan den indre ledningen lages med en stor diameter (overflaten på den ytre ledningen er i alle fall stor nok).

Hvis koaksialkabelen skal være fleksibel, er dens ytre leder laget i form av en fleksibel metallflett og kabelen er fylt med isolasjonsmateriale av plast.

Når det gjelder kommunikasjonsteknologi de viktigste egenskapene til kommunikasjonskanaler er forvrengningene som signalene som sendes over den blir utsatt for. Skille mellom lineære og ikke-lineære forvrengninger. Lineær forvrengning består av frekvens- og faseforvrengninger og beskrives av transientresponsen eller tilsvarende av kanalens komplekse forsterkning. Ikke-lineær forvrengning er gitt av ikke-lineære avhengigheter som viser hvordan signalet endres når det beveger seg gjennom kommunikasjonskanalen.

En kommunikasjonskanal kjennetegnes av en samling av signaler som sendes i sendeenden og signaler som mottas i mottakerenden. I tilfelle kanalens inngangs- og utgangssignaler er funksjoner definert på et diskret sett med argumentverdier, kalles kanalen separert… Slike kommunikasjonskanaler brukes for eksempel i pulserende driftsmoduser for sendere, i telegrafi, telemetri og radar.

Kontinuerlig kalles en kanal hvis utgangs- og inngangssignaler er kontinuerlige funksjoner. Slike kanaler er mye brukt i telefoni, radiokringkasting, TV.Diskrete og kontinuerlige kommunikasjonskanaler er også mye brukt innen automasjon og telemekanikk.

Flere forskjellige kanaler kan dele samme tekniske forbindelse. I disse tilfellene (for eksempel i flerkanals kommunikasjonslinjer med frekvens- eller tidsdelingssignaler) kombineres og kobles kanalene fra ved hjelp av spesielle brytere eller filtre. Noen ganger, tvert imot, bruker én kanal flere tekniske kommunikasjonslinjer.

Høyfrekvent kommunikasjon (HF-kommunikasjon) er en type kommunikasjon i elektriske nettverk, som sørger for bruk av høyspentledninger som kommunikasjonskanaler.En vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz flyter gjennom ledningene til kraftledningen til de elektriske nettverkene. Essensen i organiseringen av HF-kommunikasjon er at de samme ledningene brukes som signaloverføring på linjen, men med en annen frekvens.

Frekvensområdet til HF-kommunikasjonskanaler er fra titalls til hundrevis av kHz. Høyfrekvent kommunikasjon er organisert mellom to nabostasjoner, som er forbundet med en kraftledning med en spenning på 35 kV og mer. Til vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz nådde samleskinnene til transformatorstasjonen, og kommunikasjonssignalene til de respektive kommunikasjonssettene bruker høyfrekvente undertrykkere og kommunikasjonskondensatorer.

En HF-felle har liten strømmotstand ved industrifrekvensen og høy motstand ved frekvensen til høyfrekvente kommunikasjonskanaler. En koblingskondensator - tvert imot: den har en høy motstand ved en frekvens på 50 Hz, og en lav motstand ved frekvensen til kommunikasjonskanalen.Dette sikrer at kun 50 Hz strøm flyter til understasjonsbussene og kun høyfrekvente signaler til HF-kommunikasjonssettet.

For å motta og behandle HF-kommunikasjonssignaler er det installert spesielle filtre, signaltransceivere og sett med utstyr som utfører visse funksjoner på begge understasjonene, mellom hvilke HF-kommunikasjon er organisert. Nedenfor vil vi vurdere hvilke funksjoner som kan implementeres ved bruk av HF-kommunikasjon.

Den viktigste funksjonen er bruk av HF-kanalen i enheter for relébeskyttelse og automatisering av nettstasjonsutstyr. HF-kommunikasjonskanalen brukes til beskyttelse av 110 og 220 kV linje-fase-differensial beskyttelse og retningsbestemt høyfrekvent beskyttelse. Beskyttelsessett er installert i begge ender av overføringslinjen, som er sammenkoblet med en RF-kommunikasjonskanal. På grunn av deres pålitelighet, hastighet og selektivitet, brukes beskyttelse ved hjelp av en HF-kommunikasjonskanal som den viktigste for hver 110-220 kV luftledning.

En signaloverføringskanal for relébeskyttelse av kraftledninger (PTL) kalles en relébeskyttelseskanal... Tre typer HF-beskyttelse er mest brukt i relébeskyttelsesteknologi:

• retningsfilter,

• fjernkontroll med HF-blokkering,

• differensiell fase.

I de to første beskyttelsestypene sendes et kontinuerlig HF-blokkeringssignal gjennom HF-kanalen med ekstern kortslutning, i fasedifferensialbeskyttelse sendes HF-spenningspulsene gjennom relébeskyttelseskanalen. Varigheten av pulser og pauser er omtrent den samme og er lik halvparten av perioden til tilførselsfrekvensen.Ved en ekstern kortslutning opererer senderne i begge ender av linjen i forskjellige halvsykluser av tilførselsfrekvensen. Hver av mottakerne mottar signaler fra begge senderne. Som et resultat, i tilfelle en ekstern kortslutning, mottar begge mottakerne et kontinuerlig blokkeringssignal.

Ved kortslutning på den beskyttede linjen oppstår en faseforskyvning av manipulasjonsspenningene og tidsintervaller når begge senderne stoppes. I dette tilfellet vises en avbruddsstrøm i mottakeren, som brukes til å lage et signal som virker for å åpne strømbryteren i den enden av den beskyttede linjen.

Normalt opererer senderne i begge ender av linjen på samme frekvens. På langdistanselinjer er det imidlertid noen ganger relébeskyttelseskanaler med sendere som opererer på forskjellige HF eller med tettsittende frekvenser (1500-1700 Hz). Å jobbe på to frekvenser gjør det mulig å bli kvitt de skadelige effektene av signaler som reflekteres fra motsatt ende av linjen. Beskyttende relékanaler bruker en spesiell (dedikert) RF-kanal.

Det finnes også enheter som bruker en høyfrekvent kommunikasjonskanal for å bestemme plasseringen av skade på kraftledningen. I tillegg kan RF-kommunikasjonskanalen brukes til å overføre signaler telemekanisk utstyr, SCADA, ACS og andre APCS-utstyrssystemer. Dermed er det gjennom høyfrekvente kommunikasjonskanaler mulig å kontrollere driftsmodusen til understasjonsutstyret, samt å overføre kommandoer for å kontrollere brytere og ulike funksjoner. relébeskyttelsesenheter.

En annen funksjon er en telefonfunksjon... HF-kanal kan brukes til driftsforhandling mellom nabostasjoner. I moderne forhold er denne funksjonen ikke relevant, siden det er mer praktiske kommunikasjonsmåter mellom servicepersonellet på anleggene, men HF-kanalen kan tjene som en reservekommunikasjonskanal i tilfelle en nødsituasjon, når det ikke vil være noen mobil eller fasttelefonkommunikasjon .

Kommunikasjonskanal for kraftledning — en kanal som brukes til å overføre signaler i området 300 til 500 kHz. Ulike ordninger brukes for å slå på utstyret til kommunikasjonskanalen. Sammen med fase-jordkretsen (fig. 1), som er den vanligste på grunn av sin økonomi, brukes følgende kretser: fase-fase, fase-to-fase, to-fase-jord, tre-fase-jord , fase-fase av forskjellige linjer. Høyfrekvensfellen, koblingskondensatoren og koblingsfilteret som brukes i disse kretsene, er strømlinjebehandlingsutstyr for å organisere høyfrekvente kommunikasjonskanaler langs ledningene deres.

Ris. 1. Blokkskjema over en enkel kommunikasjonskanal gjennom en kraftoverføringslinje mellom to tilstøtende understasjoner: 1 — HF-felle; 2 — koblingskondensator; 3 — koblingsfilter; 4 — HF-kabel; 5 — enhet TU — TS; c — telemetrisensorer; 7 — telemetrimottakere; 8 — enheter for relébeskyttelse og/eller teleautomatisering; 9 — automatisk telefonsentralbord; 10 — ATS-abonnent; 11 — direkte abonnenter.

Lineær prosessering er nødvendig for å oppnå en stabil kommunikasjonskanal. Dempingen av HF-kanalen gjennom de redesignede kraftledningene er nesten uavhengig av linjekoblingsskjemaet.I fravær av behandling vil kommunikasjonen bli avbrutt når endene av overføringslinjen er frakoblet eller jordet. Et av de viktigste problemene med kommunikasjon på kraftledninger er mangelen på frekvenser på grunn av lav spenning mellom linjene som er koblet gjennom nettstasjonens samleskinnene.

HF-kanaler kan brukes til å kommunisere med mannskaper på stedet som reparerer skadede kraftledninger og feilsøker elektriske installasjoner. Spesielle bærbare sendere brukes til dette formålet.

Følgende HF-utstyr koblet til den konverterte kraftledningen brukes:

• kombinert utstyr for telemekanikk, automasjon, relébeskyttelse og telefonkanaler;

• spesialisert utstyr for noen av de oppførte funksjonene;

• langdistansekommunikasjonsutstyr koblet til kraftlinjen gjennom tilkoblingsenheten direkte eller ved hjelp av tilleggsenheter for å skifte frekvensen og øke overføringsnivået;

• linjeimpulskontrollutstyr.