Princip činnosti a účel VF komunikačních kanálů vedení vysokého napětí

Link — sada zařízení a fyzických médií, která přenášejí signály. Pomocí kanálů jsou signály přenášeny z jednoho místa na druhé a také přenášeny v čase (při ukládání informací).

Nejběžnější zařízení, která tvoří kanál, jsou zesilovače, anténní systémy, přepínače a filtry. Jako fyzické médium se často používá dvojice drátů, koaxiální kabel, vlnovod, prostředí, ve kterém se šíří elektromagnetické vlny.

Koaxiál — vysokofrekvenční kabel, ve kterém je jedním z vodičů dutá trubice, která zcela obklopuje druhý vodič. Vnitřní drát je umístěn přesně podél osy potrubí, proto se kabel nazývá koaxiální nebo koncentrický. Pro udržení vnitřního drátu v této poloze je buď prostor mezi vnějším a vnitřním drátem zcela vyplněn izolačním materiálem, nebo jsou přes vnitřní drát umístěny jednotlivé izolátory.

Protože v koaxiálním kabelu jsou všechna elektrická a magnetická pole soustředěna v prostoru mezi vnějším a vnitřním vodičem, tj. neexistují žádná vnější pole, jsou ztráty zářením zanedbatelné. Pro snížení ztrát při ohřevu kovu může být vnitřní drát vyroben s velkým průměrem (povrch vnějšího drátu je v každém případě dostatečně velký).

Pokud má být koaxiální kabel ohebný, pak je jeho vnější vodič vyroben ve formě pružného kovového opletu a kabel je vyplněn plastovým izolačním materiálem.

Z hlediska komunikační techniky nejdůležitějšími vlastnostmi komunikačních kanálů jsou zkreslení, kterým jsou signály přenášené přes ně vystaveny. Rozlišujte lineární a nelineární zkreslení. Lineární zkreslení sestávají z frekvenčních a fázových zkreslení a jsou popsány přechodovou odezvou nebo ekvivalentně komplexním zesílením kanálu. Nelineární zkreslení jsou dány nelineárními závislostmi, které ukazují, jak se signál mění, když prochází komunikačním kanálem.

Komunikační kanál je charakterizován souborem signálů, které jsou vysílány na vysílacím konci a signálů, které jsou přijímány na přijímacím konci. V případě, že vstupní a výstupní signály kanálu jsou funkcemi definovanými na diskrétní sadě hodnot argumentů, je volán kanál oddělené… Takové komunikační kanály se používají například v pulzních režimech provozu vysílačů, v telegrafii, telemetrii a radaru.

Nepřetržitě se nazývá kanál, jehož výstupní a vstupní signály jsou spojité funkce. Takové kanály jsou široce používány v telefonii, rozhlasovém vysílání, televizi.Široko používané jsou také diskrétní a kontinuální komunikační kanály v automatizaci a telemechanice.

Několik různých kanálů může sdílet stejné technické spojení. V těchto případech (například u vícekanálových komunikačních linek se signály s frekvenčním nebo časovým dělením) se kanály spojují a odpojují pomocí speciálních přepínačů nebo filtrů. Někdy naopak jeden kanál využívá několik technických komunikačních linek.

Vysokofrekvenční komunikace (HF komunikace) je druh komunikace v elektrických sítích, který umožňuje použití vysokonapěťových silových vedení jako komunikačních kanálů. elektrické sítě. Podstatou organizace VF komunikace je, že pro přenos signálu na lince jsou použity stejné vodiče, ale s jinou frekvencí.

Frekvenční rozsah KV komunikačních kanálů je od desítek do stovek kHz. Vysokofrekvenční komunikace je organizována mezi dvěma sousedními rozvodnami, které jsou propojeny elektrickým vedením o napětí 35 kV a více. Na střídavý proud o frekvenci 50 Hz dosáhly na přípojnice rozváděče rozvodny a komunikační signály do příslušných komunikačních sestav využívají vysokofrekvenční odrušovače a komunikační kondenzátory.

VF trap má malý proudový odpor na průmyslové frekvenci a vysoký odpor na frekvenci vysokofrekvenčních komunikačních kanálů. Vazební kondenzátor — naopak: má vysoký odpor při frekvenci 50 Hz a nízký odpor při frekvenci komunikačního kanálu.Tím je zajištěno, že do sběrnic rozvodny poteče proud pouze 50 Hz a do HF komunikační sady pouze vysokofrekvenční signály.

Pro příjem a zpracování KV komunikačních signálů jsou na obou rozvodnách instalovány speciální filtry, signálové transceivery a sady zařízení, které plní určité funkce, mezi kterými je organizována HF komunikace. Níže zvážíme, které funkce lze implementovat pomocí HF komunikace.

Nejdůležitější funkcí je použití HF kanálu v zařízeních pro reléovou ochranu a automatizaci zařízení rozvoden. Komunikační kanál HF se používá pro ochranu vedení 110 a 220 kV - fázovou diferenciální ochranu a směrovou vysokofrekvenční ochranu. Ochranné sady jsou instalovány na obou koncích přenosové linky, které jsou propojeny RF komunikačním kanálem. Vzhledem ke své spolehlivosti, rychlosti a selektivitě je ochrana pomocí HF komunikačního kanálu používána jako hlavní pro každé venkovní vedení 110-220 kV.

Kanál přenosu signálu pro reléovou ochranu silových vedení (PTL) se nazývá reléový ochranný kanál... V technologii ochrany relé jsou nejrozšířenější tři typy HF ochrany:

• směrový filtr,

• dálkové s HF blokováním,

• diferenciální fáze.

U prvních dvou typů ochran je souvislý HF blokovací signál přenášen přes HF kanál s vnějším zkratem, v fázové diferenciální ochraně jsou HF napěťové impulsy přenášeny přes kanál ochrany relé. Doba trvání impulsů a pauz je přibližně stejná a rovná se polovině periody napájecí frekvence.V případě vnějšího zkratu pracují vysílače umístěné na obou koncích vedení v různých půlcyklech napájecí frekvence. Každý z přijímačů přijímá signály z obou vysílačů. Výsledkem je, že v případě vnějšího zkratu obdrží oba přijímače nepřetržitý blokovací signál.

V případě zkratu na chráněném vedení dochází k fázovému posunu manipulačních napětí a dochází k časovým intervalům při zastavení obou vysílačů. V tomto případě se v přijímači objeví přerušovací proud, který je použit k vytvoření signálu, který působí na vypnutí jističe na tomto konci chráněného vedení.

Normálně vysílače na obou koncích linky pracují na stejné frekvenci. Na dálkových vedeních však někdy existují reléové ochranné kanály s vysílači pracujícími na různých vysokofrekvenčních nebo blízko vzdálených frekvencích (1500-1700 Hz). Práce na dvou frekvencích umožňuje zbavit se škodlivých účinků signálů odražených od opačného konce vedení. Ochranné reléové kanály používají speciální (vyhrazený) RF kanál.

Existují také zařízení, která používají vysokofrekvenční komunikační kanál k určení místa poškození elektrického vedení. Kromě toho lze pro přenos signálů použít RF komunikační kanál telemechanické zařízení, SCADA, ACS a další systémy zařízení APCS. Prostřednictvím vysokofrekvenčního komunikačního kanálu je tak možné ovládat provozní režim zařízení rozvodny a také předávat příkazy k ovládání spínačů a různých funkcí. reléová ochranná zařízení.

Další funkcí je telefonní funkce... HF kanál lze použít pro provozní vyjednávání mezi sousedními rozvodnami. V moderních podmínkách tato funkce není relevantní, protože existují pohodlnější způsoby komunikace mezi servisním personálem zařízení, ale HF kanál může sloužit jako záložní komunikační kanál v případě nouze, kdy nebude mobilní nebo pevná telefonní komunikace .

Komunikační kanál elektrického vedení — kanál používaný k přenosu signálů v rozsahu 300 až 500 kHz. K zapnutí zařízení komunikačního kanálu se používají různá schémata. Spolu s obvodem fáze-zem (obr. 1), který je svou hospodárností nejrozšířenější, se používají tyto obvody: fáze-fáze, fáze-dvoufázové, dvoufázové-zem, třífázové-zem , fáze-fáze různých vedení. Vysokofrekvenční past, vazební kondenzátor a vazební filtr používané v těchto obvodech jsou zařízení pro zpracování elektrického vedení pro organizaci vysokofrekvenčních komunikačních kanálů podél jejich vodičů.

Rýže. 1. Blokové schéma jednoduchého komunikačního kanálu přes silové přenosové vedení mezi dvěma sousedními rozvodnami: 1 — HF trap; 2 — vazební kondenzátor; 3 — připojovací filtr; 4 — HF kabel; 5 — zařízení TU — TS; c – telemetrické snímače; 7 — telemetrické přijímače; 8 — zařízení pro ochranu relé a/nebo dálkovou automatizaci; 9 — automatická telefonní ústředna; 10 — Předplatitel ATS; 11 — přímí předplatitelé.

Lineární zpracování je nezbytné pro získání stabilního komunikačního kanálu. Útlum HF kanálu prostřednictvím přepracovaných silových vedení je téměř nezávislý na schématu přepínání vedení.Při absenci zpracování bude komunikace přerušena, když jsou konce přenosové linky odpojeny nebo uzemněny. Jedním z nejdůležitějších problémů komunikace na elektrických vedeních je nedostatek frekvencí v důsledku nízkého napětí mezi vedeními, které jsou připojeny přes přípojnice rozvodny.

Vysokofrekvenční kanály mohou být použity pro komunikaci s posádkami na místě, které opravují poškozené elektrické vedení a řeší problémy s elektrickými instalacemi. K tomuto účelu se používají speciální přenosné vysílače.

Používá se následující vysokofrekvenční zařízení připojená k přeměněnému elektrickému vedení:

• kombinovaná zařízení pro telemechaniku, automatizaci, ochranu relé a telefonní kanály;

• specializované vybavení pro kteroukoli z uvedených funkcí;

• zařízení dálkové komunikace připojené k elektrickému vedení přes spojovací zařízení přímo nebo pomocí přídavných jednotek pro posun frekvence a zvýšení úrovně přenosu;

• zařízení pro řízení impulsů vedení.