Princip rada i namjena VF komunikacijskih kanala visokonaponskih vodova

Veza — skup uređaja i fizičkih medija koji prenose signale. Uz pomoć kanala, signali se prenose s jednog mjesta na drugo, a također se prenose u vremenu (prilikom pohranjivanja informacija).

Najčešći uređaji koji čine kanal su pojačala, antenski sustavi, sklopke i filtri. Često se kao fizički medij koristi par žica, koaksijalni kabel, valovod, medij u kojem se šire elektromagnetski valovi.

Koaksijalni kabel — visokofrekventni kabel u kojem je jedan od vodiča šuplja cijev koja u potpunosti obuhvaća drugi vodič. Unutarnja žica se nalazi točno duž osi cijevi, zbog čega se kabel naziva koaksijalni ili koncentrični. Kako bi se unutarnja žica zadržala u tom položaju, ili se prostor između vanjske i unutarnje žice potpuno ispuni izolacijskim materijalom ili se pojedinačni izolatori postavljaju preko unutarnje žice.

Kako su u koaksijalnom kabelu sva električna i magnetska polja koncentrirana u prostoru između vanjskog i unutarnjeg vodiča, odnosno nema vanjskih polja, gubici zračenjem su zanemarivi. Kako bi se smanjili gubici pri zagrijavanju metala, unutarnja žica može biti izrađena s velikim promjerom (površina vanjske žice u svakom slučaju je dovoljno velika).

Ako koaksijalni kabel treba biti savitljiv, onda je njegov vanjski vodič izrađen u obliku savitljive metalne pletenice, a kabel je ispunjen plastičnim izolacijskim materijalom.

U smislu komunikacijske tehnologije najvažnije karakteristike komunikacijskih kanala su izobličenja kojima su podvrgnuti signali koji se njime prenose. Razlikovati linearna i nelinearna izobličenja. Linearna distorzija sastoje se od frekvencijskih i faznih izobličenja i opisuju se prijelaznim odzivom ili, ekvivalentno, kompleksnim pojačanjem kanala. Nelinearna distorzija dani su nelinearnim ovisnostima koje pokazuju kako se signal mijenja dok putuje kroz komunikacijski kanal.

Komunikacijski kanal karakterizira zbirka signala koji se šalju na kraju odašiljača i signala koji se primaju na kraju primatelja. U slučaju da su ulazni i izlazni signali kanala funkcije definirane na diskretnom skupu vrijednosti argumenata, poziva se kanal odvojeni… Takvi komunikacijski kanali koriste se, primjerice, u pulsnim načinima rada odašiljača, u telegrafiji, telemetriji i radaru.

Neprekidno naziva se kanal čiji su izlazni i ulazni signali kontinuirane funkcije. Takvi kanali naširoko se koriste u telefoniji, radijskom emitiranju, televiziji.Diskretni i kontinuirani komunikacijski kanali također se široko koriste u automatizaciji i telemehanici.

Nekoliko različitih kanala može dijeliti istu tehničku vezu. U tim slučajevima (na primjer, u višekanalnim komunikacijskim linijama s frekvencijskim ili vremenskim signalima), kanali se kombiniraju i odspajaju pomoću posebnih sklopki ili filtara. Ponekad, naprotiv, jedan kanal koristi nekoliko tehničkih komunikacijskih linija.

Visokofrekventna komunikacija (VF komunikacija) je vrsta komunikacije u električnim mrežama, koja predviđa korištenje vodova visokog napona kao komunikacijskih kanala.Žicama dalekovoda teče izmjenična struja frekvencije 50 Hz. električne mreže. Bit organizacije HF komunikacije je da se iste žice koriste kao prijenos signala na liniji, ali s drugom frekvencijom.

Frekvencijski raspon HF komunikacijskih kanala je od desetaka do stotina kHz. Visokofrekventna komunikacija organizirana je između dvije susjedne trafostanice, koje su povezane dalekovodom napona 35 kV i više. Do izmjenična struja frekvencije 50 Hz dospio do sabirnica razvodnog uređaja trafostanice, a komunikacijski signali do odgovarajućih komunikacijskih skupova koriste visokofrekventne supresore i komunikacijske kondenzatore.

HF trap ima mali otpor struje na industrijskoj frekvenciji i veliki otpor na frekvenciji visokofrekventnih komunikacijskih kanala. Kondenzator za spajanje - naprotiv: ima visok otpor na frekvenciji od 50 Hz i mali otpor na frekvenciji komunikacijskog kanala.Ovo osigurava da struja od samo 50 Hz teče do sabirnica podstanice i samo visokofrekventni signali do VF komunikacijskog seta.

Za prijem i obradu VF komunikacijskih signala, na obje trafostanice, između kojih je organizirana VF komunikacija, ugrađeni su posebni filtri, primopredajnici signala i setovi opreme koji obavljaju određene funkcije. U nastavku ćemo razmotriti koje se funkcije mogu implementirati pomoću HF komunikacije.

Najvažnija funkcija je korištenje HF kanala u uređajima za relejnu zaštitu i automatizaciju opreme trafostanica. VF komunikacijski kanal služi za zaštitu vodova 110 i 220 kV-fazno-diferencijalna zaštita i usmjerena visokofrekventna zaštita. Na oba kraja dalekovoda ugrađeni su zaštitni setovi koji su međusobno povezani RF komunikacijskim kanalom. Zbog svoje pouzdanosti, brzine i selektivnosti, zaštita pomoću VF komunikacijskog kanala koristi se kao glavna za svaki nadzemni vod 110-220 kV.

Kanal za prijenos signala za relejnu zaštitu vodova (PTL) naziva se relejni zaštitni kanal... U relejnoj zaštiti najviše se koriste tri vrste VF zaštite:

• usmjereni filter,

• daljinski s HF blokadom,

• diferencijalna faza.

U prva dva tipa zaštite, kontinuirani VF signal blokade prenosi se kroz VF kanal s vanjskim kratkim spojem, u faznoj diferencijalnoj zaštiti, VF naponski impulsi se prenose kroz kanal relejne zaštite. Trajanje impulsa i stanke približno je jednako i jednako je polovici perioda frekvencije napajanja.U slučaju vanjskog kratkog spoja, odašiljači smješteni na oba kraja linije rade u različitim poluciklusima frekvencije napajanja. Svaki od prijemnika prima signale s oba odašiljača. Kao rezultat toga, u slučaju vanjskog kratkog spoja, oba prijemnika primaju kontinuirani signal blokiranja.

U slučaju kratkog spoja na štićenom vodu dolazi do faznog pomaka manipulacijskih napona i vremenskih intervala kada su oba odašiljača zaustavljena. U tom slučaju se u prijemniku pojavljuje prekidna struja koja se koristi za stvaranje signala koji djeluje na otvaranje prekidača na tom kraju štićenog voda.

Obično odašiljači na oba kraja linije rade na istoj frekvenciji. Međutim, na dalekovodima ponekad postoje relejni zaštitni kanali s odašiljačima koji rade na različitim HF ili na blisko razmaknutim frekvencijama (1500-1700 Hz). Rad na dvije frekvencije omogućuje uklanjanje štetnih učinaka signala reflektiranih sa suprotnog kraja linije. Zaštitni relejni kanali koriste poseban (namjenski) RF kanal.

Postoje i uređaji koji pomoću visokofrekventnog komunikacijskog kanala određuju mjesto oštećenja dalekovoda. Osim toga, RF komunikacijski kanal može se koristiti za prijenos signala telemehanička oprema, SCADA, ACS i drugi APCS sustavi opreme. Tako je putem visokofrekventnog komunikacijskog kanala moguće kontrolirati način rada opreme trafostanice, kao i prenositi naredbe upravljačkim sklopkama i raznim funkcijama. uređaji relejne zaštite.

Druga funkcija je telefonska funkcija... HF kanal se može koristiti za operativne pregovore između susjednih trafostanica. U suvremenim uvjetima ova funkcija nije relevantna, budući da postoje prikladniji načini komunikacije između uslužnog osoblja objekata, ali HF kanal može poslužiti kao rezervni komunikacijski kanal u slučaju nužde, kada neće biti mobilne ili fiksna telefonska komunikacija .

Komunikacijski kanal dalekovoda — kanal koji se koristi za prijenos signala u rasponu od 300 do 500 kHz. Za uključivanje opreme komunikacijskog kanala koriste se različite sheme. Uz strujni krug faza-zemlja (slika 1), koji je zbog svoje ekonomičnosti najčešći, koriste se sljedeći sklopovi: faza-faza, faza-dvofaza, dvofaza-zemlja, trofaza-zemlja. , faza-faza različitih vodova. Visokofrekventna zamka, spojni kondenzator i spojni filtar koji se koriste u ovim krugovima su oprema za obradu dalekovoda za organiziranje visokofrekventnih komunikacijskih kanala duž njihovih žica.

Riža. 1. Blok dijagram jednostavnog komunikacijskog kanala preko dalekovoda između dvije susjedne trafostanice: 1 — VF zamka; 2 — spojni kondenzator; 3 — spojni filter; 4 — HF kabel; 5 — uređaj TU — TS; c — telemetrijski senzori; 7 — telemetrijski prijemnici; 8 — uređaji za relejnu zaštitu i/ili teleautomatizaciju; 9 — automatska telefonska centrala; 10 — ATS pretplatnik; 11 — izravni pretplatnici.

Linearna obrada je neophodna za postizanje stabilnog komunikacijskog kanala. Prigušenje HF kanala kroz redizajnirane dalekovode gotovo je neovisno o shemi preklapanja vodova.U nedostatku obrade, komunikacija će biti prekinuta kada su krajevi dalekovoda isključeni ili uzemljeni. Jedan od najvažnijih problema komunikacije na dalekovodima je nedostatak frekvencija zbog niskog napona između vodova koji su spojeni preko sabirnica trafostanice.

HF kanali se mogu koristiti za komunikaciju s ekipama na licu mjesta koje popravljaju oštećene električne vodove i rješavaju probleme s električnim instalacijama. U tu svrhu koriste se posebni prijenosni odašiljači.

Koristi se sljedeća HF oprema spojena na pretvoreni dalekovod:

• kombinirana oprema za telemehaniku, automatiku, relejnu zaštitu i telefonske kanale;

• specijalizirana oprema za bilo koju od navedenih funkcija;

• oprema za komunikaciju na daljinu spojena na dalekovod putem priključnog uređaja izravno ili uz pomoć dodatnih jedinica za pomicanje frekvencije i povećanje razine prijenosa;

• oprema za kontrolu impulsa linije.