A nagyfeszültségű vezetékek HF kommunikációs csatornáinak működési elve és célja

Link – jeleket továbbító eszközök és fizikai adathordozók halmaza. A csatornák segítségével a jeleket egyik helyről a másikra továbbítják, és időben (információtároláskor) is továbbítják.

A leggyakoribb eszközök, amelyek egy csatornát alkotnak, az erősítők, antennarendszerek, kapcsolók és szűrők. Fizikai közegként gyakran használnak vezetékpárt, koaxiális kábelt, hullámvezetőt, olyan közeget, amelyben elektromágneses hullámok terjednek.

Koaxiális kábel — olyan nagyfrekvenciás kábel, amelyben az egyik vezető egy üreges cső, amely teljesen körülveszi a második vezetőt. A belső vezeték pontosan a cső tengelye mentén helyezkedik el, ezért a kábelt koaxiálisnak vagy koncentrikusnak nevezik. A belső vezeték ebben a helyzetben tartása érdekében vagy a külső és a belső vezeték közötti teret teljesen kitölti szigetelőanyaggal, vagy pedig egyedi szigetelőket helyezünk a belső vezeték fölé.

Mivel a koaxiális kábelben minden elektromos és mágneses tér a külső és a belső vezető közötti térben koncentrálódik, azaz nincs külső tér, a sugárzási veszteségek elhanyagolhatóak. A fém melegítésénél keletkező veszteségek csökkentése érdekében a belső huzal nagy átmérőjű készíthető (a külső huzal felülete mindenképpen elég nagy).

Ha a koaxiális kábel hajlékony, akkor a külső vezetéke rugalmas fémfonatból készül, és a kábelt műanyag szigetelőanyaggal töltik ki.

Kommunikációs technológia szempontjából a kommunikációs csatornák legfontosabb jellemzői azok a torzítások, amelyeknek a rajta keresztül továbbított jelek ki vannak téve. Tegyen különbséget a lineáris és a nemlineáris torzítások között. Lineáris torzítás frekvencia- és fázistorzulásokból állnak, és a tranziens válasz, vagy ennek megfelelően a csatorna komplex erősítése írja le őket. Nemlineáris torzítás nemlineáris függőségek adják meg, amelyek megmutatják, hogyan változik a jel a kommunikációs csatornán áthaladva.

A kommunikációs csatornát az adó végén elküldött jelek és a vevő oldalon vett jelek gyűjteménye jellemzi. Abban az esetben, ha a csatorna bemeneti és kimeneti jelei az argumentumértékek diszkrét halmazán meghatározott függvények, a csatorna ún. elválasztott… Ilyen kommunikációs csatornákat használnak például az adók impulzusüzemmódjában, a távírásban, a telemetriában és a radarban.

Folyamatosan csatornának nevezzük, amelynek kimeneti és bemenőjelei folyamatos függvények. Az ilyen csatornákat széles körben használják a telefonálásban, a rádiózásban és a televíziózásban.A diszkrét és folyamatos kommunikációs csatornákat is széles körben használják az automatizálásban és a telemechanikában.

Több különböző csatorna osztozhat ugyanazon a műszaki kapcsolaton. Ezekben az esetekben (például többcsatornás kommunikációs vonalakban frekvencia- vagy időosztásos jelekkel) a csatornákat speciális kapcsolókkal vagy szűrőkkel kombinálják és leválasztják. Néha éppen ellenkezőleg, egy csatorna több technikai kommunikációs vonalat használ.

A nagyfrekvenciás kommunikáció (HF-kommunikáció) az elektromos hálózatok olyan kommunikációs formája, amely nagyfeszültségű vezetékek kommunikációs csatornaként történő használatát teszi lehetővé. az elektromos hálózatok. A HF kommunikáció megszervezésének lényege, hogy ugyanazokat a vezetékeket használják jelátvitelként a vonalon, de eltérő frekvenciával.

A HF kommunikációs csatornák frekvenciatartománya tíztől több száz kHz-ig terjed. A nagyfrekvenciás kommunikáció két szomszédos alállomás között van megszervezve, amelyeket egy 35 kV vagy annál nagyobb feszültségű vezeték köt össze. Nak nek 50 Hz frekvenciájú váltakozó áram elérte az alállomási kapcsolóberendezés gyűjtősínjeit, és a kommunikációs jelek a megfelelő kommunikációs készletekhez nagyfrekvenciás szupresszorokat és kommunikációs kondenzátorokat használnak.

A nagyfrekvenciás csapda áramellenállása kicsi az ipari frekvencián és nagy ellenállása a nagyfrekvenciás kommunikációs csatornák frekvenciáján. A csatolókondenzátor – éppen ellenkezőleg: nagy ellenállása van 50 Hz-es frekvencián, és alacsony ellenállása a kommunikációs csatorna frekvenciáján.Ez biztosítja, hogy az alállomási buszokhoz csak 50 Hz-es áram, a HF kommunikációs készlethez pedig csak nagyfrekvenciás jelek jutjanak.

A nagyfrekvenciás kommunikációs jelek fogadására és feldolgozására mindkét alállomáson speciális szűrők, jeladó-vevők és bizonyos funkciókat ellátó berendezéskészletek vannak felszerelve, amelyek között a HF kommunikáció meg van szervezve. Az alábbiakban megvizsgáljuk, hogy mely funkciók valósíthatók meg HF kommunikációval.

A legfontosabb funkció a HF csatorna használata az alállomási berendezések relévédelmére és automatizálására szolgáló eszközökben. A HF kommunikációs csatorna 110 és 220 kV-os vonalak védelmére szolgál, fázisdifferenciálvédelem és irányított nagyfrekvenciás védelem. Az átviteli vezeték mindkét végén védelmi készletek vannak felszerelve, amelyeket egy RF kommunikációs csatorna köt össze. Megbízhatóságuk, gyorsaságuk és szelektivitásuk miatt minden 110-220 kV-os légvezetéknél főként a HF kommunikációs csatornát használó védelmet alkalmazzák.

Az erősáramú vezetékek relévédelmét szolgáló jelátviteli csatornát (PTL) relévédelmi csatornának nevezik... A relévédelmi technológiában a HF védelem három típusát alkalmazzák a legszélesebb körben:

• irányított szűrő,

• távirányító HF blokkolással,

• differenciális fázis.

Az első két típusú védelemnél a HF csatornán egy folyamatos HF blokkoló jelet továbbítanak külső rövidzárlattal, fáziskülönbség védelemben a HF feszültségimpulzusokat a relévédő csatornán továbbítják. Az impulzusok és a szünetek időtartama megközelítőleg azonos, és egyenlő a tápfrekvencia periódusának felével.Külső rövidzárlat esetén a vezeték mindkét végén elhelyezett távadók a tápfrekvencia különböző félciklusaiban működnek. Mindegyik vevő mindkét adótól kap jeleket. Ennek eredményeként külső rövidzárlat esetén mindkét vevőegység folyamatos blokkoló jelet kap.

A védett vezetéken bekövetkező rövidzárlat esetén a manipulációs feszültségek fáziseltolódása következik be, és időintervallumok lépnek fel, amikor mindkét adó leáll. Ebben az esetben a vevőben megszakító áram jelenik meg, amely egy olyan jel létrehozására szolgál, amely a védett vezeték azon végén lévő megszakító kinyitására szolgál.

Normális esetben a vonal mindkét végén lévő adók ugyanazon a frekvencián működnek. A távolsági vonalakon azonban előfordulnak olyan relévédelmi csatornák, amelyek különböző HF-eken vagy egymáshoz közeli frekvenciákon (1500-1700 Hz) működnek. A két frekvencián végzett munka lehetővé teszi, hogy megszabaduljunk a vonal másik végéről visszaverődő jelek káros hatásaitól. A védőrelé csatornák speciális (dedikált) RF csatornát használnak.

Vannak olyan eszközök is, amelyek nagyfrekvenciás kommunikációs csatornát használnak az elektromos vezeték sérülésének helyének meghatározására. Ezenkívül az RF kommunikációs csatorna jelek továbbítására is használható telemechanikus berendezések, SCADA, ACS és egyéb APCS berendezésrendszerek.Így a nagyfrekvenciás kommunikációs csatornán keresztül lehetőség nyílik az alállomási berendezések működési módjának vezérlésére, valamint parancsok továbbítására kapcsolók és különféle funkciók vezérlésére. relé védelmi eszközök.

Egy másik funkció a telefon funkció… A HF csatorna használható a szomszédos alállomások közötti operatív egyeztetésre. A modern körülmények között ez a funkció nem releváns, mivel a létesítmények kiszolgáló személyzete között vannak kényelmesebb kommunikációs módok, de a HF csatorna tartalék kommunikációs csatornaként szolgálhat vészhelyzet esetén, amikor nem lesz mobil vagy vezetékes telefonos kommunikáció .

Erőátviteli vonali kommunikációs csatorna – a 300–500 kHz tartományban lévő jelek továbbítására használt csatorna. A kommunikációs csatorna berendezéseinek bekapcsolásához különböző sémákat használnak. A gazdaságossága miatt legelterjedtebb fázis-föld áramkör mellett (1. ábra) a következő áramkörök használatosak: fázis-fázisú, fázis-kétfázisú, kétfázisú-föld, háromfázisú-föld. , különböző vonalak fázis-fázisa. Az ezekben az áramkörökben használt nagyfrekvenciás csapda, csatolókondenzátor és csatoló szűrő elektromos vonali feldolgozó berendezések, amelyek nagyfrekvenciás kommunikációs csatornákat szerveznek a vezetékeik mentén.

Rizs. 1. Egy egyszerű kommunikációs csatorna blokkvázlata két szomszédos alállomás közötti erősáramú átviteli vonalon: 1 — HF csapda; 2 — csatoló kondenzátor; 3 — csatlakozó szűrő; 4 — HF kábel; 5 — eszköz TU — TS; c – telemetriai érzékelők; 7 – telemetriai vevők; 8 — relévédelmi és/vagy távautomatizálási eszközök; 9 — automatikus telefonközpont; 10 – ATS-előfizető; 11 — közvetlen előfizetők.

A stabil kommunikációs csatorna eléréséhez lineáris feldolgozás szükséges. A nagyfrekvenciás csatorna csillapítása az áttervezett távvezetékeken keresztül szinte független a vonalkapcsolási sémától.Feldolgozás hiányában a kommunikáció megszakad, ha az átviteli vezeték végeit leválasztják vagy földelték. A távvezetékeken történő kommunikáció egyik legfontosabb problémája a frekvenciahiány az alállomási síneken keresztül csatlakoztatott vezetékek közötti alacsony feszültség miatt.

A HF csatornák segítségével kommunikálhatnak a sérült távvezetékeket javító és az elektromos berendezések hibaelhárítását végző személyzettel. Erre a célra speciális hordozható adókat használnak.

Az átalakított tápvezetékre csatlakoztatott következő HF berendezéseket használják:

• kombinált berendezések telemechanikához, automatizáláshoz, relévédelemhez és telefoncsatornákhoz;

• speciális berendezések a felsorolt ​​funkciók bármelyikéhez;

• távolsági kommunikációs berendezések, amelyek közvetlenül vagy további egységek segítségével csatlakoznak a tápvezetékhez a csatlakozó eszközön keresztül a frekvencia eltolásához és az átviteli szint növeléséhez;

• vonali impulzusvezérlő berendezés.