Princippet om drift og formål med HF-kommunikationskanaler for højspændingsledninger

Link — et sæt enheder og fysiske medier, der transmitterer signaler. Ved hjælp af kanaler transmitteres signaler fra et sted til et andet og overføres også i tide (ved lagring af information).

De mest almindelige enheder, der udgør en kanal, er forstærkere, antennesystemer, switche og filtre. Et par ledninger, et koaksialkabel, en bølgeleder, et medium, hvori elektromagnetiske bølger udbreder sig, bruges ofte som et fysisk medium.

Coax kabel — et højfrekvent kabel, hvor en af ​​lederne er et hult rør, der fuldstændig omslutter den anden leder. Den indvendige ledning er placeret nøjagtigt langs rørets akse, hvorfor kablet kaldes koaksialt eller koncentrisk. For at holde den indvendige ledning i denne position, er mellemrummet mellem den ydre og indre ledning enten fyldt helt med isoleringsmateriale, eller individuelle isolatorer placeres over den indvendige ledning.

Da i et koaksialkabel alle elektriske og magnetiske felter er koncentreret i rummet mellem de ydre og indre ledere, dvs. der er ingen ydre felter, er strålingstabet ubetydelige. For at reducere tab ved opvarmning af metallet kan den indre ledning laves med en stor diameter (overfladen af ​​den ydre ledning er under alle omstændigheder stor nok).

Hvis koaksialkablet skal være fleksibelt, er dets ydre leder lavet i form af en fleksibel metalfletning, og kablet er fyldt med plastisoleringsmateriale.

Med hensyn til kommunikationsteknologi de vigtigste egenskaber ved kommunikationskanaler er de forvrængninger, som de signaler, der transmitteres over, udsættes for. Skelne mellem lineære og ikke-lineære forvrængninger. Lineær forvrængning består af frekvens- og faseforvrængninger og beskrives af den transiente respons eller tilsvarende af kanalens komplekse forstærkning. Ikke-lineær forvrængning er givet ved ikke-lineære afhængigheder, der viser, hvordan signalet ændrer sig, når det bevæger sig gennem kommunikationskanalen.

En kommunikationskanal er kendetegnet ved en samling af signaler, der sendes i den transmitterende ende og signaler, der modtages i den modtagende ende. Hvis kanalens input- og outputsignaler er funktioner defineret på et diskret sæt argumentværdier, kaldes kanalen adskilt… Sådanne kommunikationskanaler bruges f.eks. i pulserende driftstilstande for sendere, i telegrafi, telemetri og radar.

Løbende kaldes en kanal, hvis udgangs- og indgangssignaler er kontinuerlige funktioner. Sådanne kanaler er meget udbredt i telefoni, radioudsendelser, tv.Diskrete og kontinuerlige kommunikationskanaler er også meget brugt inden for automation og telemekanik.

Flere forskellige kanaler kan dele den samme tekniske forbindelse. I disse tilfælde (f.eks. i flerkanalskommunikationslinjer med frekvens- eller tidsdelingssignaler) kombineres og afbrydes kanalerne ved hjælp af specielle kontakter eller filtre. Nogle gange bruger en kanal tværtimod flere tekniske kommunikationslinjer.

Højfrekvent kommunikation (HF-kommunikation) er en form for kommunikation i elektriske netværk, som giver mulighed for brug af højspændingsledninger som kommunikationskanaler. En vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz strømmer gennem ledningerne i ledningerne på de elektriske netværk. Essensen af ​​organiseringen af ​​HF-kommunikation er, at de samme ledninger bruges som signaltransmission på linjen, men med en anden frekvens.

Frekvensområdet for HF-kommunikationskanaler er fra tiere til hundredvis af kHz. Højfrekvent kommunikation organiseres mellem to nabostationer, som er forbundet med en kraftledning med en spænding på 35 kV og mere. Til vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz nåede strømskinnerne i transformerstationens koblingsanlæg, og kommunikationssignalerne til de respektive kommunikationssæt bruger højfrekvente undertrykkere og kommunikationskondensatorer.

En HF-fælde har en lille strømmodstand ved den industrielle frekvens og en høj modstand ved frekvensen af ​​højfrekvente kommunikationskanaler. En koblingskondensator — tværtimod: den har en høj modstand ved en frekvens på 50 Hz og en lav modstand ved kommunikationskanalens frekvens.Dette sikrer, at der kun løber 50 Hz strøm til understationsbusserne og kun højfrekvente signaler til HF kommunikationssættet.

For at modtage og behandle HF-kommunikationssignaler er der installeret specielle filtre, signaltransceivere og udstyrssæt, der udfører visse funktioner, på begge understationer, mellem hvilke HF-kommunikation er organiseret. Nedenfor vil vi overveje, hvilke funktioner der kan implementeres ved brug af HF kommunikation.

Den vigtigste funktion er brugen af ​​HF-kanalen i enheder til relæbeskyttelse og automatisering af understationsudstyr. HF-kommunikationskanalen bruges til beskyttelse af 110 og 220 kV ledninger-fase-differential beskyttelse og retningsbestemt højfrekvent beskyttelse. Beskyttelsessæt er installeret i begge ender af transmissionslinjen, som er forbundet med en RF-kommunikationskanal. På grund af deres pålidelighed, hastighed og selektivitet bruges beskyttelse ved hjælp af en HF-kommunikationskanal som den vigtigste for hver 110-220 kV luftledning.

En signaltransmissionskanal til relæbeskyttelse af kraftledninger (PTL) kaldes en relæbeskyttelseskanal... Tre typer HF-beskyttelse er mest udbredt inden for relæbeskyttelsesteknologi:

• retningsbestemt filter,

• fjernbetjening med HF-blokering,

• differentiel fase.

I de to første beskyttelsestyper sendes et kontinuerligt HF-blokeringssignal gennem HF-kanalen med ekstern kortslutning, i fasedifferentialbeskyttelse sendes HF-spændingsimpulserne gennem relæbeskyttelseskanalen. Varigheden af ​​impulser og pauser er omtrent den samme og er lig med halvdelen af ​​forsyningsfrekvensens periode.I tilfælde af en ekstern kortslutning fungerer transmitterne i begge ender af ledningen i forskellige halve cyklusser af forsyningsfrekvensen. Hver af modtagerne modtager signaler fra begge sendere. Som følge heraf modtager begge modtagere i tilfælde af en ekstern kortslutning et kontinuerligt blokeringssignal.

I tilfælde af kortslutning på den beskyttede ledning sker der en faseforskydning af manipulationsspændingerne og tidsintervaller, når begge sendere er stoppet. I dette tilfælde vises en afbrydelsesstrøm i modtageren, som bruges til at skabe et signal, der virker til at åbne afbryderen i den ende af den beskyttede linje.

Normalt arbejder senderne i begge ender af linjen på samme frekvens. På langdistancestrækninger er der dog nogle gange relæbeskyttelseskanaler med sendere, der opererer ved forskellige HF eller ved tæt anbragte frekvenser (1500-1700 Hz). At arbejde på to frekvenser gør det muligt at slippe af med de skadelige virkninger af signaler, der reflekteres fra den modsatte ende af linjen. Beskyttende relækanaler bruger en speciel (dedikeret) RF-kanal.

Der er også enheder, der bruger en højfrekvent kommunikationskanal til at bestemme placeringen af ​​skader på strømledningen. Derudover kan RF-kommunikationskanalen bruges til at transmittere signaler telemekanisk udstyr, SCADA, ACS og andre APCS-udstyrssystemer. Det er således gennem den højfrekvente kommunikationskanal muligt at styre driftstilstanden for understationsudstyret, samt at sende kommandoer til at styre kontakter og forskellige funktioner. relæbeskyttelsesanordninger.

En anden funktion er en telefonfunktion... HF-kanal kan bruges til driftsforhandling mellem nabostationer. Under moderne forhold er denne funktion ikke relevant, da der er mere bekvemme måder at kommunikere mellem faciliteternes servicepersonale, men HF-kanalen kan tjene som en backup-kommunikationskanal i tilfælde af en nødsituation, når der ikke er nogen mobil eller fastnet telefonkommunikation .

Strømledningskommunikationskanal — en kanal, der bruges til at transmittere signaler i området 300 til 500 kHz. Forskellige ordninger bruges til at tænde for kommunikationskanalens udstyr. Sammen med fase-jordkredsløbet (fig. 1), som er det mest almindelige på grund af dets økonomi, anvendes følgende kredsløb: fase-fase, fase-to-fase, to-fase-jord, tre-fase-jord , fase-fase af forskellige linjer. Højfrekvensfælden, koblingskondensatoren og koblingsfilteret, der bruges i disse kredsløb, er powerline-behandlingsudstyr til at organisere højfrekvente kommunikationskanaler langs deres ledninger.

Ris. 1. Blokdiagram over en simpel kommunikationskanal gennem en krafttransmissionsledning mellem to tilstødende understationer: 1 — HF-fælde; 2 — koblingskondensator; 3 — tilslutningsfilter; 4 — HF-kabel; 5 — enhed TU — TS; c — telemetrisensorer; 7 — telemetrimodtagere; 8 — enheder til relæbeskyttelse og/eller teleautomatisering; 9 — automatisk telefonomstilling; 10 — ATS-abonnent; 11 — direkte abonnenter.

Lineær behandling er nødvendig for at opnå en stabil kommunikationskanal. Dæmpningen af ​​HF-kanalen gennem de redesignede elledninger er næsten uafhængig af linjeskifteskemaet.I mangel af behandling vil kommunikationen blive afbrudt, når enderne af transmissionslinjen er afbrudt eller jordet. Et af de vigtigste problemer med kommunikation på elledninger er manglen på frekvenser på grund af den lave spænding mellem de linjer, der er forbundet gennem transformerstationens samleskinner.

HF-kanaler kan bruges til at kommunikere med besætninger på stedet, der reparerer beskadigede elledninger og fejlfinder elektriske installationer. Specielle bærbare sendere bruges til dette formål.

Følgende HF-udstyr tilsluttet den konverterede strømledning anvendes:

• kombineret udstyr til telemekanik, automatisering, relæbeskyttelse og telefonkanaler;

• specialudstyr til enhver af de anførte funktioner;

• langdistancekommunikationsudstyr forbundet til strømledningen gennem tilslutningsanordningen direkte eller ved hjælp af yderligere enheder for at skifte frekvensen og øge transmissionsniveauet;

• linieimpulsstyringsudstyr.