Načelo delovanja in namen VF komunikacijskih kanalov visokonapetostnih daljnovodov

Povezava — niz naprav in fizičnih medijev, ki prenašajo signale. S pomočjo kanalov se signali prenašajo iz enega kraja v drugega in tudi prenašajo v času (pri shranjevanju informacij).

Najpogostejše naprave, ki sestavljajo kanal, so ojačevalniki, antenski sistemi, stikala in filtri. Kot fizični medij se pogosto uporablja par žic, koaksialni kabel, valovod, medij, v katerem se širijo elektromagnetni valovi.

Koaksialni kabel — visokofrekvenčni kabel, pri katerem je eden od prevodnikov votla cev, ki popolnoma obdaja drugi prevodnik. Notranja žica je nameščena točno vzdolž osi cevi, zato se kabel imenuje koaksialni ali koncentrični. Da notranja žica ostane v tem položaju, je prostor med zunanjo in notranjo žico v celoti napolnjen z izolacijskim materialom ali pa so posamezni izolatorji nameščeni čez notranjo žico.

Ker so v koaksialnem kablu vsa električna in magnetna polja skoncentrirana v prostoru med zunanjim in notranjim vodnikom, torej ni zunanjih polj, so izgube sevanja zanemarljive. Za zmanjšanje izgub pri segrevanju kovine je notranja žica lahko izdelana z velikim premerom (površina zunanje žice je v vsakem primeru dovolj velika).

Če naj bo koaksialni kabel upogljiv, je njegov zunanji vodnik izdelan v obliki upogljive kovinske pletenice, kabel pa je napolnjen s plastičnim izolacijskim materialom.

V smislu komunikacijske tehnologije najpomembnejše značilnosti komunikacijskih kanalov so popačenja, ki so jim izpostavljeni signali, ki se prenašajo po njem. Razlikovati med linearnimi in nelinearnimi popačenji. Linearno popačenje so sestavljeni iz frekvenčnih in faznih popačenj in so opisani s prehodnim odzivom ali, enako, s kompleksnim ojačanjem kanala. Nelinearno popačenje so podane z nelinearnimi odvisnostmi, ki kažejo, kako se signal spreminja, ko potuje skozi komunikacijski kanal.

Za komunikacijski kanal je značilna zbirka signalov, ki so poslani na oddajnem koncu, in signali, ki so sprejeti na sprejemnem koncu. V primeru, da sta vhodni in izhodni signal kanala funkciji, definirani na diskretnem naboru vrednosti argumentov, se prikliče kanal ločeni… Takšni komunikacijski kanali se uporabljajo na primer v impulznih načinih delovanja oddajnikov, v telegrafiji, telemetriji in radarju.

Neprekinjeno se imenuje kanal, katerega izhodni in vhodni signali so zvezne funkcije. Takšni kanali se pogosto uporabljajo v telefoniji, radiu, televiziji.Široko se uporabljajo tudi diskretni in neprekinjeni komunikacijski kanali v avtomatiki in telemehaniki.

Več različnih kanalov lahko deli isto tehnično povezavo. V teh primerih (na primer v večkanalnih komunikacijskih linijah s frekvenčnimi ali časovno razdeljenimi signali) se kanali združijo in odklopijo s posebnimi stikali ali filtri. Včasih, nasprotno, en kanal uporablja več tehničnih komunikacijskih linij.

Visokofrekvenčna komunikacija (VF komunikacija) je vrsta komunikacije v električnih omrežjih, ki predvideva uporabo visokonapetostnih daljnovodov kot komunikacijskih kanalov.Po žicah daljnovoda teče izmenični tok s frekvenco 50 Hz. električna omrežja. Bistvo organizacije VF komunikacije je, da se iste žice uporabljajo za prenos signala na liniji, vendar z drugačno frekvenco.

Frekvenčno območje HF komunikacijskih kanalov je od deset do sto kHz. Visokofrekvenčna komunikacija je organizirana med dvema sosednjima transformatorskima postajama, ki sta povezani z daljnovodom z napetostjo 35 kV in več. Za izmenični tok s frekvenco 50 Hz dosegli zbiralke stikalne naprave transformatorske postaje, komunikacijski signali do ustreznih komunikacijskih sklopov pa uporabljajo visokofrekvenčne dušilce in komunikacijske kondenzatorje.

VF past ima majhen tokovni upor pri industrijski frekvenci in visok upor pri frekvenci visokofrekvenčnih komunikacijskih kanalov. Sklopilni kondenzator - nasprotno: ima visok upor pri frekvenci 50 Hz in nizek upor pri frekvenci komunikacijskega kanala.To zagotavlja, da samo tok 50 Hz teče do vodil podpostaje in samo visokofrekvenčni signali do VF komunikacijskega sklopa.

Za sprejem in obdelavo VF komunikacijskih signalov so na obeh postajah nameščeni posebni filtri, signalni oddajniki in kompleti opreme, ki opravljajo določene funkcije, med katerimi je organizirana VF komunikacija. Spodaj bomo razmislili, katere funkcije je mogoče izvajati s pomočjo HF komunikacije.

Najpomembnejša funkcija je uporaba HF kanala v napravah za relejno zaščito in avtomatizacijo opreme transformatorskih postaj. VF komunikacijski kanal se uporablja za zaščito vodov 110 in 220 kV - fazno-diferenčno zaščito in usmerjeno visokofrekvenčno zaščito. Zaščitni sklopi so nameščeni na obeh koncih daljnovoda, ki sta med seboj povezana z RF komunikacijskim kanalom. Zaradi svoje zanesljivosti, hitrosti in selektivnosti se zaščita z VF komunikacijskim kanalom uporablja kot glavna za vsak daljnovod 110-220 kV.

Kanal za prenos signala za relejno zaščito daljnovodov (PTL) imenujemo relejni zaščitni kanal... V relejni zaščitni tehniki se najbolj uporabljajo tri vrste VF zaščite:

• smerni filter,

• daljinec s HF blokado,

• diferencialna faza.

Pri prvih dveh vrstah zaščite se prek VF kanala z zunanjim kratkim stikom oddaja neprekinjen VF blokirni signal, pri fazni diferenčni zaščiti pa se VF napetostni impulzi prenašajo skozi relejni zaščitni kanal. Trajanje impulzov in pavz je približno enako in je enako polovici obdobja napajalne frekvence.V primeru zunanjega kratkega stika delujejo oddajniki na obeh koncih voda v različnih polciklih napajalne frekvence. Vsak od sprejemnikov sprejema signale obeh oddajnikov. Zaradi tega v primeru zunanjega kratkega stika oba sprejemnika prejmeta neprekinjen signal blokade.

V primeru kratkega stika na varovanem vodu pride do faznega zamika manipulacijskih napetosti in nastopijo časovni intervali zaustavitve obeh oddajnikov. V tem primeru se v sprejemniku pojavi prekinitveni tok, ki se uporablja za ustvarjanje signala, ki deluje tako, da odpre odklopnik na tem koncu zaščitenega voda.

Običajno oddajnika na obeh koncih linije delujeta na isti frekvenci. Vendar pa na daljnovodih včasih obstajajo relejni zaščitni kanali z oddajniki, ki delujejo na različnih HF ali na tesno razporejenih frekvencah (1500-1700 Hz). Delo na dveh frekvencah omogoča, da se znebite škodljivih učinkov signalov, ki se odbijajo od nasprotnega konca linije. Zaščitni relejni kanali uporabljajo poseben (namenski) RF kanal.

Obstajajo tudi naprave, ki uporabljajo visokofrekvenčni komunikacijski kanal za določanje mesta poškodbe daljnovoda. Poleg tega se lahko RF komunikacijski kanal uporablja za prenos signalov telemehanska oprema, SCADA, ACS in drugi sistemi opreme APCS. Tako je preko visokofrekvenčnega komunikacijskega kanala mogoče nadzorovati način delovanja opreme transformatorske postaje, kot tudi prenašati ukaze za krmiljenje stikal in različnih funkcij. relejne zaščitne naprave.

Druga funkcija je telefonska funkcija ... VF kanal se lahko uporablja za operativna pogajanja med sosednjimi podpostajami. V sodobnih razmerah ta funkcija ni pomembna, saj obstajajo bolj priročni načini komunikacije med servisnim osebjem objektov, vendar lahko HF kanal služi kot rezervni komunikacijski kanal v nujnih primerih, ko ne bo mobilnega telefona. ali stacionarno telefonsko komunikacijo .

Komunikacijski kanal po daljnovodu — kanal, ki se uporablja za prenos signalov v območju od 300 do 500 kHz. Za vklop opreme komunikacijskega kanala se uporabljajo različne sheme. Poleg vezja faza-ozemljitev (slika 1), ki je zaradi svoje ekonomičnosti najpogostejše, se uporabljajo naslednja vezja: faza-faza, faza-dvofaza, dvofazna zemlja, trifazna zemlja , faza-faza različnih linij. Visokofrekvenčna past, spojni kondenzator in sklopitveni filter, uporabljeni v teh vezjih, so oprema za obdelavo električnih vodov za organiziranje visokofrekvenčnih komunikacijskih kanalov vzdolž njihovih žic.

riž. 1. Blokovni diagram preprostega komunikacijskega kanala skozi daljnovod med dvema sosednjima transformatorskima postajama: 1 — HF past; 2 - sklopitveni kondenzator; 3 — povezovalni filter; 4 - HF kabel; 5 - naprava TU - TS; c — telemetrični senzorji; 7 - telemetrični sprejemniki; 8 - naprave za relejno zaščito in / ali daljinsko avtomatizacijo; 9 — avtomatska telefonska centrala; 10 - naročnik ATS; 11 — neposredni naročniki.

Linearna obdelava je potrebna za pridobitev stabilnega komunikacijskega kanala. Slabljenje HF kanala skozi preoblikovane daljnovode je skoraj neodvisno od preklopne sheme vodov.Če obdelave ni, bo komunikacija prekinjena, ko bodo konci daljnovoda odklopljeni ali ozemljeni. Eden najpomembnejših problemov komunikacije na daljnovodih je pomanjkanje frekvenc zaradi nizke napetosti med vodi, ki so povezani preko zbiralk transformatorske postaje.

HF kanale je mogoče uporabiti za komunikacijo z ekipami na kraju samem, ki popravljajo poškodovane daljnovode in odpravljajo težave z električnimi inštalacijami. V ta namen se uporabljajo posebni prenosni oddajniki.

Uporablja se naslednja VF oprema, priključena na pretvorjen daljnovod:

• kombinirana oprema za telemehaniko, avtomatiko, relejno zaščito in telefonske kanale;

• specializirana oprema za katero koli od naštetih funkcij;

• oprema za komunikacijo na dolge razdalje, povezana z električnim vodom prek povezovalne naprave neposredno ali s pomočjo dodatnih enot za premik frekvence in povečanje ravni prenosa;

• oprema za nadzor impulzov linije.