Yüksek voltajlı elektrik hatlarının HF iletişim kanallarının çalışma prensibi ve amacı

Bağlantı — sinyalleri ileten bir dizi cihaz ve fiziksel ortam. Kanalların yardımıyla sinyaller bir yerden başka bir yere iletilir ve ayrıca zaman içinde (bilgi depolanırken) aktarılır.

Bir kanalı oluşturan en yaygın cihazlar amplifikatörler, anten sistemleri, anahtarlar ve filtrelerdir. Bir çift tel, bir koaksiyel kablo, bir dalga kılavuzu, içinde elektromanyetik dalgaların yayıldığı bir ortam genellikle fiziksel bir ortam olarak kullanılır.

Koaksiyel kablo - iletkenlerden birinin ikinci iletkeni tamamen saran içi boş bir tüp olduğu yüksek frekanslı bir kablo. İç tel tam olarak borunun ekseni boyunca yerleştirilmiştir, bu nedenle kabloya koaksiyel veya eşmerkezli denir. İç teli bu konumda tutmak için ya dış ve iç teller arasındaki boşluk tamamen yalıtkan malzeme ile doldurulur ya da iç telin üzerine ayrı ayrı yalıtkanlar yerleştirilir.

Bir koaksiyel kabloda tüm elektrik ve manyetik alanlar dış ve iç iletkenler arasındaki boşlukta yoğunlaştığı için, yani hiçbir dış alan olmadığından, radyasyon kayıpları ihmal edilebilir düzeydedir. Metali ısıtırken kayıpları azaltmak için, iç tel geniş çaplı yapılabilir (her halükarda dış telin yüzeyi yeterince büyüktür).

Koaksiyel kablo esnek olacaksa, dış iletkeni esnek metal örgü şeklinde yapılır ve kablo plastik yalıtkan malzeme ile doldurulur.

İletişim teknolojisi açısından iletişim kanallarının en önemli özelliği üzerinden iletilen sinyallerin maruz kaldığı bozulmalardır. Doğrusal ve doğrusal olmayan bozulmaları ayırt edin. Doğrusal bozulma frekans ve faz distorsiyonlarından oluşur ve geçici yanıtla veya eşdeğer olarak kanalın karmaşık kazancıyla tanımlanır. Doğrusal olmayan bozulma sinyalin iletişim kanalından geçerken nasıl değiştiğini gösteren doğrusal olmayan bağımlılıklar tarafından verilir.

Bir iletişim kanalı, verici uçta gönderilen sinyallerin ve alıcı uçta alınan sinyallerin bir koleksiyonu ile karakterize edilir. Kanal giriş ve çıkış sinyallerinin, ayrı bir bağımsız değişken değerleri kümesinde tanımlanan işlevler olması durumunda, kanal çağrılır. ayrılmış... Bu tür iletişim kanalları, örneğin vericilerin darbeli çalışma modlarında, telgrafta, telemetride ve radarda kullanılır.

devamlı olarak çıkış ve giriş sinyalleri sürekli fonksiyonlar olan bir kanal olarak adlandırılır. Bu tür kanallar telefon, radyo yayıncılığı, televizyonda yaygın olarak kullanılmaktadır.Ayrık ve sürekli iletişim kanalları da yaygın olarak kullanılmaktadır. otomasyon ve telemekanik alanında.

Birkaç farklı kanal aynı teknik bağlantıyı paylaşabilir. Bu durumlarda (örneğin, frekans veya zaman bölmeli sinyallere sahip çok kanallı iletişim hatlarında), kanallar özel anahtarlar veya filtreler kullanılarak birleştirilir ve bağlantısı kesilir. Bazen, aksine, bir kanal birkaç teknik iletişim hattı kullanır.

Yüksek frekanslı iletişim (HF iletişimi), elektrik şebekelerinde, yüksek voltajlı elektrik hatlarının iletişim kanalları olarak kullanılmasını sağlayan bir iletişim türüdür Güç hattının tellerinden 50 Hz frekanslı bir alternatif akım akar. elektrik şebekeleri. HF iletişiminin organizasyonunun özü, aynı kabloların hat üzerinde sinyal iletimi olarak, ancak farklı bir frekansta kullanılmasıdır.

HF iletişim kanallarının frekans aralığı onlarca ila yüzlerce kHz arasındadır. 35 kV veya daha fazla gerilime sahip bir elektrik hattı ile bağlanan iki komşu trafo merkezi arasında yüksek frekanslı iletişim düzenlenir. İle 50 Hz frekanslı alternatif akım trafo merkezi şalt baralarına ulaşır ve ilgili iletişim setlerine giden iletişim sinyalleri, yüksek frekans bastırıcılar ve iletişim kondansatörleri kullanır.

Bir HF tuzağı, endüstriyel frekansta küçük bir akım direncine ve yüksek frekanslı iletişim kanallarının frekansında yüksek bir dirence sahiptir. Bir kuplaj kondansatörü - aksine: 50 Hz frekansında yüksek bir dirence ve iletişim kanalının frekansında düşük bir dirence sahiptir.Bu, trafo merkezi veri yollarına yalnızca 50 Hz akımın ve HF iletişim setine yalnızca yüksek frekanslı sinyallerin akmasını sağlar.

HF iletişim sinyallerini almak ve işlemek için, aralarında HF iletişiminin düzenlendiği her iki trafo merkezinde de özel filtreler, sinyal alıcı-vericileri ve belirli işlevleri yerine getiren ekipman setleri kurulur. Aşağıda, HF iletişimi kullanılarak hangi işlevlerin uygulanabileceğini ele alacağız.

En önemli işlev, trafo merkezi ekipmanlarının röle koruması ve otomasyonu için cihazlarda HF kanalının kullanılmasıdır. HF haberleşme kanalı 110 ve 220 kV hat-faz-diferansiyel koruma ve yönlü yüksek frekans koruma için kullanılır. Koruma setleri, bir RF iletişim kanalı ile birbirine bağlanan iletim hattının her iki ucuna kurulur. Güvenilirlikleri, hızları ve seçicilikleri nedeniyle, her 110-220 kV havai hat için ana kanal olarak bir HF iletişim kanalı kullanılarak koruma kullanılır.

Güç hatlarının (PTL) röle koruması için bir sinyal iletim kanalına röle koruma kanalı denir... Röle koruma teknolojisinde en yaygın olarak üç tür HF koruması kullanılır:

• yönlü filtre,

• HF engellemeli uzaktan kumanda,

• diferansiyel faz.

İlk iki koruma tipinde, harici bir kısa devre ile HF kanalı üzerinden sürekli bir HF engelleme sinyali iletilir, faz diferansiyel korumada, HF voltaj darbeleri röle koruma kanalı üzerinden iletilir. Darbelerin ve duraklamaların süresi yaklaşık olarak aynıdır ve besleme frekansının periyodunun yarısına eşittir.Harici bir kısa devre durumunda, hattın her iki ucunda bulunan vericiler, besleme frekansının farklı yarı döngülerinde çalışır. Alıcıların her biri, her iki vericiden de sinyal alır. Sonuç olarak, bir harici kısa devre durumunda, her iki alıcı da sürekli bir engelleme sinyali alır.

Korunan hatta bir kısa devre olması durumunda, her iki verici de durdurulduğunda, manipülasyon gerilimlerinde bir faz kayması meydana gelir ve zaman aralıkları oluşur. Bu durumda, alıcıda, korunan hattın o ucundaki devre kesiciyi açmak üzere hareket eden bir sinyal oluşturmak için kullanılan bir kesinti akımı belirir.

Normalde hattın her iki ucundaki vericiler aynı frekansta çalışır. Bununla birlikte, uzun mesafeli hatlarda bazen vericilerin farklı HF'de veya yakın aralıklı frekanslarda (1500-1700 Hz) çalıştığı röle koruma kanalları vardır. İki frekansta çalışmak, hattın karşı ucundan yansıyan sinyallerin zararlı etkilerinden kurtulmayı mümkün kılar. Koruyucu röle kanalları, özel (özel) bir RF kanalı kullanır.

Güç hattı hasarının yerini belirlemek için yüksek frekanslı bir iletişim kanalı kullanan cihazlar da vardır. Ek olarak, sinyalleri iletmek için RF iletişim kanalı kullanılabilir. telemekanik ekipman, SCADA, ACS ve diğer APCS ekipman sistemleri.Böylece, yüksek frekanslı iletişim kanalı aracılığıyla, trafo merkezi ekipmanının çalışma modunu kontrol etmenin yanı sıra kontrol anahtarlarına ve çeşitli işlevlere komutlar iletmek mümkündür. röle koruma cihazları.

Diğer bir fonksiyon ise telefon fonksiyonu… HF kanalı, komşu trafo merkezleri arasında operasyonel görüşme için kullanılabilir. Modern koşullarda, tesislerin servis personeli arasında daha uygun iletişim yolları olduğu için bu işlev ilgili değildir, ancak HF kanalı, acil bir durumda cep telefonu olmadığında yedek bir iletişim kanalı görevi görebilir. veya sabit telefon iletişimi.

Güç hattı iletişim kanalı — 300 ila 500 kHz aralığında sinyalleri iletmek için kullanılan bir kanal. İletişim kanalının ekipmanını açmak için farklı şemalar kullanılır. Ekonomik olması nedeniyle en yaygın kullanılan faz-toprak devresi (Şekil 1) ile birlikte şu devreler kullanılmaktadır: faz-faz, faz-iki-faz, iki-faz-toprak, üç-faz-toprak , farklı hatların faz-fazı. Bu devrelerde kullanılan yüksek frekanslı tuzak, kuplaj kondansatörü ve kuplaj filtresi, kabloları boyunca yüksek frekanslı iletişim kanallarını düzenlemek için elektrik hattı işleme ekipmanıdır.

Pirinç. 1. İki bitişik trafo merkezi arasındaki bir güç iletim hattı üzerinden basit bir iletişim kanalının blok diyagramı: 1 — HF tuzağı; 2 — kuplaj kondansatörü; 3 — bağlantı filtresi; 4 — HF kablosu; 5 — cihaz TU — TS; c — telemetri sensörleri; 7 — telemetri alıcıları; 8 - röle koruması ve / veya uzaktan otomasyon için cihazlar; 9 — otomatik telefon santrali; 10 — ATS abonesi; 11 — doğrudan aboneler.

Kararlı bir iletişim kanalı elde etmek için doğrusal işleme gereklidir. Yeniden tasarlanan güç hatları aracılığıyla HF kanalının zayıflaması, neredeyse hat anahtarlama şemasından bağımsızdır.İşlem yapılmaması durumunda, iletim hattı uçlarının bağlantısı kesildiğinde veya topraklandığında iletişim kesilecektir. Enerji hatlarında haberleşmenin en önemli sorunlarından biri, trafo merkezi baraları üzerinden bağlanan hatlar arasındaki gerilimin düşük olması nedeniyle frekansların olmamasıdır.

HF kanalları, hasarlı elektrik hatlarını tamir eden ve elektrik tesisatlarında sorun gideren ekiplerle iletişim kurmak için kullanılabilir. Bu amaçla özel taşınabilir vericiler kullanılmaktadır.

Dönüştürülen güç hattına bağlı aşağıdaki HF ekipmanı kullanılır:

• telemekanik, otomasyon, röle koruması ve telefon kanalları için kombine ekipman;

• listelenen işlevlerden herhangi biri için özel ekipman;

• frekansı değiştirmek ve iletim seviyesini artırmak için doğrudan veya ek birimlerin yardımıyla güç hattına doğrudan bağlantı cihazı aracılığıyla bağlanan uzun mesafeli iletişim ekipmanı;

• hat darbe kontrol ekipmanı.