Схемы аппаратуры вч связи. Оборудование для вч связи. Правительственная "ВЧ связь" в годы Великой Отечественной войны

Третий

Второй

Первый

Схема защиты трансформатора , в которой имеется дифференциальная и газовая защиты (ДЗ), реагирующие на отключение трансформатора с двух сторон и максимальная токовая защита (СЗ), которая должна производить отключение только с одной стороны.

При составлении принципиальной схемы релейной защиты в свернутом виде может быть не обнаружена электрическая связь цепей отключения двух выключателей. Из развернутой схемы (Схема 1)следует, что при такой связи (поперечная цепь) неизбежна ложная цепь. Необходимы два оперативных контакта у защитных реле (Схема 2), действующие на два выключателя или разделительное промежуточное реле (Схема 3).

Рис. – Схема защиты трансформатора: 1 – неправильная; 2,3 – правильные

Неразделенные цепи высшего и низшего напряжения трансформатора.

Из рисунка (1) видна невозможность независимого отключения одной из сторон трансформатора без отключения другой.

Указанная ситуация исправляется включением промежуточного реле КL.

Рис. – Схемы защиты трансформатора: 1 – неправильная; 2 – правильная

Защиты генератора и трансформатора блока на электростанции действуют, как и требуется, на отключение выключателя и автомата гашения поля через разделительные промежуточные реле КL1 и КL2, но реле присоединены к разным секциям шинок питания, т.е. через разные предохранители.

Ложная цепь, показанная стрелками, образовалась через лампу контроля HL предохранителей в результате перегорания предохранителя FU2.

Рис. – Образование ложной цепи при перегорании предохранителя

1, 2, 3 – оперативные контакты реле

Схемы с питанием цепей вторичных соединений оперативным постоянным и переменным током

При хорошо изолированных от земли полюсах источника питания замыкание на землю в одной какой-либо точке цепи вторичных соединений обычно не влечет за собой вредных последствий. Однако второе замыкание на землю может вызвать ложное включение или отключение, неправильную сигнализацию и др. Профилактическими мерами в этом случае могут быть:

а) сигнализация о первом замыкании на землю в одном из полюсов; б) двухполюсное (двухстороннее) отделение элементов цепей управления – практически не применяется из-за сложности.

При изолированных полюсах (Рис.) заземление в точке а при разомкнутых замыкающих контактах 1 еще не вызовет ложного действия катушки командного органа К, но как только появится второе повреждение изоляции на землю в разветвленной сети положительного полюса, неминуема ложная работа аппарата, так как контакт 1 оказывается зашунтированным. Вот почему необходима сигнализация о замыкании на землю в оперативных цепях, и прежде всего на полюсах источника питания.

Рис. – Ложное срабатывание аппарата при втором замыкании на землю

Однако в сложных цепях с большим числом последовательно включенных оперативных контактов такая сигнализация может и не выявить возникшего замыкания на землю (Рис.).

Рис. – Неэффективность контроля изоляции в сложных цепях

При появлении заземления между контактами в точке а сигнализация невозможна.

В практике эксплуатации автоматических установок со слаботочной аппаратурой (до 60 В) прибегают иногда к намеренному заземлению одного из полюсов, например положительного (он более запыляется и подвержен электролитическим явлениям, т.е. и без того имеет ослабленную изоляцию). Это облегчает обнаружение и ликвидацию аварийного очага. В таком случае рекомендуется подсоединять катушку цепей управления одним концом к тому полюсу, который заземлен.

Все сказанное о питании цепей на постоянном оперативном токе, может быть отнесено и к оперативному переменному току с питанием цепей линейным напряжением. При этом следует учесть вероятность ложной работы (из-за емкостных токов) и резонансных явлений. Поскольку предусмотреть условия надежной работы в этом случае затруднительно, то иногда применяются вспомогательные изолирующие промежуточные трансформаторы с заземлением одного из зажимов на вторичной стороне.

Как видно из схемы, в этом случае при повреждении изоляции на землю в точке 2 перегорает предохранитель FU1 и замыкание на землю в точке 1 не вызывает ложного включения контактора К.

Схема включения конденсаторов с разделительными диодами

Высокочастотная (ВЧ) связь по линиям высокого напряжения получила значительное распространение во всех странах. В Украине этот вид связи широко используется в энергосистемах для передачи информации различного характера. Высокочастотные каналы используются для передачи сигналов релейной защиты линий, телеотключения выключателей, телесигнализации, телеуправления, телерегулирования и телеизмерения, для диспетчерской и административно-хозяйственной телефонной связи, а также для передачи данных.

Каналы связи по линиям электропередачи дешевле и надежнее каналов по специальным проводным линиям, так как не расходуются средства на сооружение и эксплуатацию собственно линии связи, а надежность линии электропередачи значительно выше надежности обычных проводных линий. Осуществление высокочастотной связи по линиям электропередачи связано с особенностями, не встречающимися в проводной связи.

Для подключения аппаратуры связи к проводам линий электропередачи необходимы специальные устройства обработки и присоединения, позволяющие отделить высокое напряжение от слаботочной аппаратуры и осуществить тракт для передачи ВЧ сигналов (рис. 1).

Рис. – Присоединение высокочастотной аппаратуры связи к линиям высокого напряжения

Одним из основных элементов схемы присоединения аппаратуры связи к линиям электропередачи является конденсатор связи высокого напряжения. Конденсатор связи, включаемый на полное напряжение сети, должен обладать достаточной электрической прочностью. Для лучшего согласования входного сопротивления линии и устройства присоединения емкость конденсатора должна быть достаточно большой. Выпускаемые сейчас конденсаторы связи дают возможность иметь емкость присоединения на линиях любого класса по напряжению не меньше 3000 пФ, что позволяет получить устройства присоединения с удовлетворительными параметрами. Конденсатор связи подключают к фильтру присоединения, который заземляет нижнюю обкладку этого конденсатора для токов промышленной частоты. Для токов высокой частоты фильтр присоединения совместно с конденсатором связи согласует сопротивление высокочастотного кабеля с входным сопротивлением линии электропередачи и образует фильтр для передачи токов высокой частоты от ВЧ кабеля в линию с малыми потерями. В большинстве случаев фильтр присоединения с конденсатором связи образуют схему полосового фильтра, пропускающего определенную полосу частот.

Ток высокой частоты, проходя через конденсатор связи по первичной обмотке фильтра присоединения на землю, .наводит во вторичной обмотке L2 напряжение, которое через конденсатор С1 и соединительную линию попадает на вход аппаратуры связи. Ток промышленной частоты, проходящий через конденсатор связи, мал (от десятков до сотен миллиампер), и падение напряжения на обмотке фильтра присоединения не превышает нескольких вольт. При обрыве или плохом контакте в цепи фильтра присоединения он может оказаться под полным напряжением линии, и поэтому в целях безопасности все работы на фильтре производят при заземлении нижней обкладки конденсатора специальным заземляющим ножом.

Согласованием входного сопротивления ВЧ аппаратуры связи и линии достигают минимальных потерь энергии ВЧ сигнала. Согласование с воздушной линией (ВЛ), имеющей сопротивление 300–450 Ом, не всегда удается выполнить полностью, так как при ограниченной емкости конденсатора связи фильтр с характеристическим сопротивлением со стороны линии, равным характеристическому сопротивлению ВЛ, может иметь узкую полосу пропускания. Для получения.нужной полосы пропускания в ряде случаев приходится допускать повышенное (до 2 раз) характеристическое сопротивление фильтра со стороны линии, мирясь с несколько большими потерями вследствие отражения. Фильтр присоединения, устанавливаемый у конденсатора связи, соединяют с аппаратурой высокочастотным кабелем. К одному кабелю может быть подключено несколько высокочастотных аппаратов. Для ослабления взаимных влияний между ними применяют разделительные фильтры.

Каналы системной автоматики – релейной защиты и телеотключения, которые должны быть особо надежны, требуют обязательного применения разделительных фильтров для отделения других каналов связи, работающих через общее устройство присоединения.

Для отделения ВЧ тракта передачи сигнала от оборудования высокого напряжения подстанции, которое может иметь низкое сопротивление для высоких частот канала связи, в фазный провод линии высокого напряжения включается высокочастотный заградитель. Высокочастотный заградитель состоит из силовой катушки (реактора), по которой проходит рабочий ток линии, и элемента настройки, присоединяемого параллельно катушке. Силовая катушка заградителя с элементом настройки образуют двухполюсник, который имеет достаточно высокое сопротивление на рабочих частотах. Для тока промышленной частоты 50 Гц заградитель имеет очень малое сопротивление. Находят применение заградители, рассчитанные на запирание одной или двух узких полос (одно- и двухчастотные заградители) и одной широкой полосы частот в десятки и сотни килогерц (широкополосные заградители). Последние получили наибольшее распространение, несмотря на меньшее сопротивление в полосе заграждения по сравнению с одно- и двухчастотными. Эти заградители дают возможность запирать частоты нескольких каналов связи, подключенные к одному и тому же проводу линии. Высокое сопротивление заградителя в широкой полосе частот можно обеспечить тем легче, чем больше индуктивность реактора. Получить реактор с индуктивностью в несколько миллигенри сложно, так как это приводит к значительному увеличению размеров, массы и стоимости заградителя. Если ограничить активное сопротивление в по­лосе запираемых частот до 500–800 Ом, что достаточно для большинства каналов, то индуктивность силовой катушки может быть не более 2 мГ.

Заградители выпускаются с индуктивностью от 0,25 до 1,2 мГ на рабочие токи от 100 до 2000 А. Рабочий ток заградителя тем выше, чем выше напряжение линии. Для распределительных сетей выпускают заградители на 100–300 А, а для линий 330 кВ и выше наибольший рабочий ток заградителя 2000 А.

Различные схемы настройки и необходимый диапазон запираемых частот получают, используя конденсаторы, дополнительные катушки индуктивности и резисторы, имеющиеся в элементе настройки заградителя.

Присоединение к линии можно осуществить различными способами. При несимметричной схеме ВЧ аппаратуру включают между проводом (или несколькими проводами) и землей по схемам «фаза – земля» или «две фазы – земля». При симметричных схемах ВЧ аппаратуру подключают между двумя или несколькими проводами линий («фаза – фаза», «фаза – две фазы»). На практике применяют схему «фаза – фаза». При включении аппаратуры между проводами разных линий используют лишь схему «фаза – фаза разных линий».

Для организации ВЧ каналов по линиям высокого напряжения применяют диапазон частот 18–600 кГц. В распределительных сетях используют частоты, начиная от 18 кГц, на магистральных линиях 40–600 кГц. Для получения удовлетворительных параметров ВЧ тракта на низких частотах необходимы большие значения индуктивностей силовых катушек заградителей и емкостей конденсаторов связи. Поэтому нижняя граница по частоте ограничена параметрами устройств обработки и присоединения. Верхняя граница частотного диапазона определяется допустимым значением линейного затухания, которое растет с увеличением частоты.

1. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ЗАГРАДИТЕЛИ

Схемы настройки заградителей . Высокочастотные заградители обладают высоким сопротивлением для токов рабочей частоты канала и служат для отделения шунтирующих ВЧ тракт элементов (подстанций и ответвлений), которые при отсутствии заградителей могут привести к увеличению затухания тракта.

Высокочастотные свойства заградителя характеризуются полосой заграждения, т. е. полосой частот, в которой сопротивление заградителя не меньше некоторого допустимого значения (обычно 500 Ом). Как правило, полоса заграждения определяется по допустимому значению активной составляющей сопротивления заградителя, но иногда по допустимому значению полного сопротивления.

Заградители отличаются по значениям индуктивностей, допустимым токам силовых катушек и по схемам настройки. Применяются одно- и двухчастотные резонансные или притуплённые схемы настройки и широкополосные схемы (по схеме полного звена и полузвена полосового фильтра, а также по схеме полузвена фильтра верхних частот). Заградители с одно- и двух-частотными схемами настройки часто не дают возможности заградить нужную полосу частот. В этих случаях применяют заградители с широкополосными схемами настройки. Такие схемы настройки применяют при организации каналов защиты и связи, имеющих общую аппаратуру присоединения.

При протекании тока через катушку заградителя возникают электродинамические усилия, действующие вдоль оси катушки, и радиальные, стремящиеся разорвать виток. Осевые усилия неравномерны по длине катушки. Большие усилия возникают на краях катушки. Поэтому шаг витков на краю делают больше.

Электродинамическая стойкость заградителя определяется максимальным током КЗ, который он выдерживает. В заградителе КЗ-500 при токе 35 кА возникают осевые усилия в 7 тонн (70 кН).

Защита элементов настройки от перенапряжений . Волна перенапряжения, возникающая на воздушной линии, попадает на заградитель. Напряжение волны распределяется между конденсаторами элемента настройки и входным сопротивлением шин подстанции. Силовая катушка представляет собой большое сопротивление для волны с крутым фронтом и при рассмотрении процессов, связанных с перенапряжениями, ее можно не учитывать. Для защиты конденсаторов настройки и силовой катушки параллельно силовой катушке подсоединяют разрядник, ограничивающий напряжение на элементах заградителя до безопасного для них значения. Пробивное напряжение разрядника по условиям деионизации искрового промежутка должно быть в 2 раза больше сопровождающего напряжения, т. е. падения напряжения на силовой катушке от максимального тока кз U сопр =I к.з. ωL.

При большом предразрядном времени пробивное напряжение конденсаторов значительно больше пробивного напряжения разрядников; при малом (менее 0,1 мкс) пробивное напряжение конденсаторов становится меньше пробивного напряжения разрядника. Поэтому необходимо задерживать рост напряжения на конденсаторах до момента срабатывания разрядника, что достигают включением добавочной катушки индуктивности L д последовательно с конденсатором (рис. 15). После пробоя разрядника напряжение на конденсаторе поднимается медленно и дополнительный разрядник, включенный параллельно конденсатору, хорошо его защищает.

Рис. – Схемы высокочастотных заградителей с устройством защиты от перенапряжений: а) одночастотная; б) двухчастотная

2. КОНДЕНСАТОРЫ СВЯЗИ

Общие сведения . Конденсаторы связи служат для подключения ВЧ аппаратуры связи, телемеханики и защиты к линиям высокого напряжения, а также для отбора мощности и измерения напряжения.

Сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте напряжения, прикладываемого к нему, и емкости конденсатора. Реактивное сопротивление конденсатора связи для токов промышленной частоты, следовательно, значительно больше, чем для частоты 50 – 600 кГц каналов связи телемеханики и защиты (в 1000 раз и более), что позволяет с помощью этих конденсаторов разделить токи высокой и промышленной частоты и предотвратить попадание высокого напряжения на электроустановки. Токи промышленной частоты отводятся на землю через конденсаторы связи, минуя аппаратуру ВЧ. Конденсаторы связи рассчитаны на фазное (в сети с заземленной нейтралью) и на линейное напряжение (в сети с изолированной нейтралью).

Для отбора мощности применяют специальные конденсаторы отбора, включаемые последовательно с конденсатором связи.

В названиях элементов конденсаторов буквы обозначают последовательно характер применения, вид заполнителя, исполнение; цифры – номинальное фазное напряжение и емкость. СМР – связи, маслонаполненный, с расширителем; СММ – связи, маслонаполненный, в металлическом кожухе. Для различных напряжений конденсаторы связи комплектуют из отдельных элементов, соединенных последовательно. Элементы конденсаторов СМР-55/√3-0,0044 рассчитаны на нормальную работу при напряжении 1,1 U иом, элементы СМР-133/√3-0,0186 – на 1,2U иом. Емкость конденсаторов для классов изоляции 110, 154, 220, 440 и 500 кВ принимается с допуском от -5 до +10%.

3. ФИЛЬТРЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ

Общие сведения и расчетные зависимости. Высокочастотную аппаратуру подключают к конденсатору не непосредственно через кабель, а через фильтр присоединения, который компенсирует реактивное сопротивление конденсатора, согласовывает волновые сопротивления линии и ВЧ кабеля, заземляет нижнюю обкладку конденсатора, чем образуется путь для токов промышленной частоты и обеспечивается безопасность работ.

При обрыве цепи линейной обмотки фильтра на нижней обкладке конденсатора появляется фазное напряжение по отношению к земле. Поэтому все переключения в цепи линейной обмотки фильтра присоединения производят при включенном заземляющем ноже.

Фильтр ОФП-4 (рис. ,) предназначен для работы на линиях 35, 110 и 220 кВ по схеме «фаза – земля» с конденсатором связи 1100 и 2200 пФ и с кабелем, имеющим волновое сопротивление 100 Ом. Фильтр имеет три частотных диапазона. Для каждого диапазона имеется отдельный воздушный трансформатор, залитый изоляционной массой.

Рис. – Принципиальная схема фильтра-присоединения ОФП-4

6. ОБРАБОТКА ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСОВ, АНТЕННЫ

Грозозащитные тросы линий высокого напряжения могут быть также использованы в качестве каналов передачи информации. Тросы изолированы от опор с целью экономии электроэнергии, при атмосферных перенапряжениях они заземляются через пробиваемые искровые промежутки. Стальные тросы имеют высокое затухание для сигналов высокой частоты и позволяют передавать информацию лишь на коротких линиях на частотах не более 100 кГц. Биметаллические тросы (стальные тросы с алюминиевым покрытием), тросы алюмовелд (из скрученных сталеалюминевых проволок), одноповивные тросы (один повив – алюминиевые проволоки, остальные повивы – стальные) дают возможность организовать каналы связи с малыми затуханиями и уровнями помех. Помехи меньше, чем в каналах связи по фазным проводам, а аппаратура ВЧ обработки и присоединения проще и дешевле, так как токи, текущие по тросам, и напряжения на них невелики. Биметаллические провода дороже стальных, поэтому их применение может быть оправдано, если ВЧ каналы по фазным проводам не могут быть выполнены. Это может быть на сверхдальних, а иногда на дальних электропередачах.

Каналы по тросам можно включать по схемам «трос – трос», «трос – земля» и «два троса – земля». На ВЛ переменного тока тросы меняют местами через каждые 30 – 50 км для уменьшения в них наводок токов промышленной частоты, что вносит дополнительное затухание в 0,15 Нп на каждое скрещивание в схемах «трос – трос», не влияя на схему «два троса – земля». На передачах постоянного тока можно применять схему «трос – трос», так как здесь скрещивания не нужно.

Связь по грозозащитным тросам не прерывается при заземлении фазных проводов, не зависит от схемы коммутации линий.

Антенная связь применяется для присоединена к ВЛ передвижной ВЧ аппаратуры. Провод подвешивают вдоль проводов ВЛ или используют участок грозозащитного троса. Такой экономичный способ присоединения не нуждается в заградителях и конденсаторах связи.

Технологические комплекс предназначен для организации цифровых высокочастотных каналов: связи, ТМ, передачи данных АСКУЭ, АСУ ТП и Ethernet по высоковольтным линиям электропередач (6 – 10) кВ.

Система защиты и согласования предназначена для присоединения всех типов каналообразующего оборудования связи, РЗ и ПА к ВЧ тракту ВЛ

Технологический комплекс EPW9 предназначен для организации цифровых и аналоговых высокочастотных каналов: связи, ТМ, РЗА, ПА, передачи данных АСКУЭ, АСУ ТП и Ethernet по высоковольтным линиям электропередач.

ET9 | DZ9 | CCP-4 | CSP-9 Организация высокочастотной связи по линиям электропередачи

Технологический комплекс ЕТТ9 предназначен для организации высокочастотных каналов связи, ТМ, РЗА, ПА, передачи данных АСКУЭ и АСУ ТП по высоковольтным линиям электропередач.

Аппаратура высокочастотной связи

ESV6 фильтр присоединения

Фильтры присоединения предназначены для присоединения аппаратуры ВЧ связи к воздушным и кабельным ВЛ по схемам фаза-земля или фаза-фаза.

ET8 аппаратура ВЧ связи по ЛЭП

Аппаратура ВЧ связи по ВЛ типа ЕТ8 дает возможность организации от одного до шести надежных аналоговых и цифровых каналов связи в диапазоне частот от 20 до 1000 кГц.

ECS8 система параметрирования и диагностики

Система контроля ECS8 предназначена для местного и удаленного управления (параметрирование и диагностика) оборудованием ВЧ связи семейства PLC2000.

TG8 узкополосный FSK модем

G8 это узкополосной модем с бинарной FSK модуляцией. Его использование является отличным решением для надежной передачи данных по речевым каналам связи даже при плохих условиях передачи. Тип применяемой модуляции (бинарная FSK) обеспечивает высокую устойчивость при воздействии помех и других влияющих факторов.

NF8 терминал НЧ доступа

Терминал НЧ доступа NF8 обеспечивает одновременную передачу речи, сигналов вызова и данных телемеханики, а также сигналов-команд телезащиты в диапазоне тональных частот от 300 Гц до 3720 Гц. Терминал NF8 обеспечивает самое еффективное (как с техничекой так и экономической точки зрения) использование полосы тональных частот.

DZ9 Устройство передачи сигналов команд РЗ

Устройство DZ9 позволяет передачу до 8 независимых команд РЗ по различным цифровым каналам связи и до 4 независимых команд РЗ по аналоговому каналу связи. Кодирование каналов и адаптивные алгоритмы обнаружения команд гарантируют оптимальные комбинации времени передачи, безопасности и надежности передачи команд в реальных условиях передачи.

DPA8 Устройство для передачи команд РЗ и ПА

DPA8 предназначено для передачи сигналов РЗ и ПА по любым аналоговым речевым каналам, но максимальная надежность и безопасность при минимальном времени передачи сигналов достигается при работе по каналам связи, организованным по ВЛ с помощью аппаратуры ЕТ8. DPA8 - это цифровое программируемое устройство, параметры которого позволяют оптимально приспособить утройства и характеристики команд РЗ и ПА в соответствии с требованиями систем защиты и пожеланиями потребителей.

Оптическая передача

SparkLight NG SDH STM 1/4/16/xWDM
ADM-16 | ADM-4/1 | HSP

SparkLight является компактным, мощным, высокоплотным и удобным для пользования SDH мультисервисным узлом нового поколения для предоставления услуг PCM (речи, данных), PDH (E1, E3), SDH (STM-1, STM-4, STM-16) и Ethernet (FE, ГбE) по SDH.

Радиорелейное оборудование

SparkWave
SDR HSP | SDR ADM | SDR STM | SDR GE | SDR AR

Многоскоростной многофункциональный радиорелейный узел для сетей нового поколения, работающий в диапазоне частот от 5 до 38 ГГц.

Оборудование SparkWave SDR HSP предназначено для радиорелейной передачи PDH и Ethernet сигналов, работающих в 5, 6, 7, 8, 11, 13, 15, 18, 23 и 26 ГГц частотных диапазонах.

Оборудование SparkWave SDR ADM

Оборудование SparkWave SDR STM-1 предназначено для радиорелейной передачи STM-1 трафика, работающего в 5, 6, 7, 8, 11, 13, 15, 18, 23 и 26 ГГц частотных диапазонах.

Оборудование SparkWave SDR GE является высокоэффективной, удобной для использования split-mount, точка-точка беспроводной радиорелейной линией радиосвязи, предназначенной для применений Gigabit Ethernet большой емкости.

SparkWave AR-18/23G активный ретранслятор обеспечивает весьма привлекательным решением радиотрассы на 18/23 ГГц.

Телекоммуникации в энергетике

PowerLink

Система ВЧ связи PowerLink позволяет передавать по высоковольтным линиям электропередачи сигналы РЗ и ПА, голос и данные. Технологии, использованные при разработке оборудования, полностью соответствуют последним стандартам и требованиям телекоммуникационных систем...

SWT 3000

Скомбинировав возможности цифровой и аналоговой перед ачи в одном устройстве, SWT 3000 образовало собой новый класс оборудования. Основными существенными характеристиками эффективной системы являются безопасность, надежность и время передачи команд. Система SWT 3000 в полной мере удовлетворяет этим требованиям...

Разделение вертикально интегрированной структуры постсоветской электроэнергетики, усложнение системы управления, увеличение доли выработки электроэнергии малой генерации, новые правила подключения потребителей (сокращение сроков и стоимости подключения) при этом повышение требований к надежности энергоснабжения влечет за собой приоритетное отношение к развитию систем телекоммуникаций.

В энергетике применяется множество типов связи (порядка 20-ти) различающиеся по:

• назначению,
• среде передачи,
• физическим принципам работы,
• типу передаваемых данных,
• технологии передачи.

Среди всего этого многообразия выделяется ВЧ связь по высоковольтным линиям (ВЛ) электропередачи, которая в отличие от остальных видов создавалась специалистами-энергетиками для нужд самой электроэнергетики. Оборудование прочих видов связи, изначально созданное для систем связи общего пользования, в той или иной степени, адаптируется к потребностям энергокомпаний.

Сама идея использования ВЛ для распространения информационных сигналов возникла при проектировании и строительстве первых высоковольтным линий (так как строительство параллельной инфраструктуры для систем связи влекло существенное удорожание), соответственно, уже в начале 20-х годов прошлого века вводятся в работу первые коммерческие системы ВЧ связи.

Первое поколение ВЧ связи было больше похоже на радиосвязь. Присоединение передатчика и приемника высокочастотных сигналов выполнялось с помощью антенны длинною до 100 м, подвешиваемой на опоры параллельно силовому проводу. Сама же ВЛ, являлась направляющей для ВЧ сигнала - в то время, для передачи речи. Антенное присоединение еще долго применялось для организации связи аварийных бригад и на железнодорожном транспорте.

Дальнейшая эволюция ВЧ связи привела к созданию оборудования ВЧ присоединения:

• конденсаторов связи и фильтров присоединения, что позволило расширить полосу передаваемых и принимаемых частот,
• ВЧ заградителей (заградительные фильтры), что позволило снизить влияние устройств подстанции и неоднородностей ВЛ на характеристики ВЧ сигнала до приемлемого уровня, и соответственно, улучшить параметры ВЧ тракта.

Следующие поколения каналообразующей аппаратуры стали передавать не только речь, но и сигналы телеуправления, защитные команды релейной защиты, противоаварийной автоматики, позволили организовать передачу данных.

Как отдельный вид ВЧ связь сформировалась в 40-ые, 50-ые годы прошлого столетия. Были разработаны международные стандарты (МЭК), руководящие указания для проектирования, разработки и производства оборудования. В 70-ые годы в СССР силами таких специалистов как Шкарин Ю.П., Скитальцев В.С. были разработан математические методики и рекомендации расчета параметров ВЧ трактов, что существенно упростило работу проектных организаций при проектировании ВЧ каналов и выборе частот, повысило технические характеристики вводимых ВЧ каналов.

До 2014 года ВЧ связь официально была основным видом связи электроэнергетики в Российской Федерации.

Появление и внедрение волоконно-оптических каналов связи, в условиях широкого распространения ВЧ связи, стало взаимодополняющим фактором в современной концепции развития сетей связи электроэнергетики. В настоящее время актуальность ВЧ связи остается на прежнем уровне, а интенсивное развитие и существенные инвестиции именно в оптическую инфраструктуру способствуют развитию и образованию новых сфер применения ВЧ связи.

Неоспоримые преимущества и наличие огромного положительного опыта применения ВЧ связи (почти 100 лет) дают основания полагать, что направление ВЧ будет актуально как в ближайшей так и в отдаленной перспективе, развитие же данного вида связи позволит решать как текущие задачи, так и способствовать развитию всей электроэнергетической отрасли.

Аппаратура высокочастотной связи с цифровой обработкой сигналов (АВЦ) разработана фирмой “РАДИС Лтд”, г. Зеленоград (Москва) в соответствии с техническим заданием, утвержденным ЦДУ ЕЭС России*. АВЦ принята и рекомендована к производству межведомственной комиссией ОАО “ФСК ЕЭС” в июле 2003г, имеет сертификат Госстандарта России. Аппаратура производится фирмой “РАДИС Лтд” с 2004 г.
* В настоящее время ОАО “СО-ЦДУ ЕЭС”.

Назначение и возможности

АВЦ предназначена для организации 1, 2, 3 или 4-х каналов телефонной связи, телемеханической информации и передачи данных по ЛЭП 35-500 кВ между диспетчерским пунктом района или предприятия электрических сетей и подстанциями либо любыми объектами, необходимыми для диспетчерского и технологического управления в энергосистемах.

В каждом канале может быть организована телефонная связь с возможностью передачи в надтональном спектре телемеханической информации встроенными или внешними модемами либо передача данных с помощью встроенного или внешнего модема пользователя.

Модификации АВЦ

Совмещенный вариант

терминал АВЦ-С

Исполнение

В АВЦ широко используются методы и средства цифровой обработки сигналов, что позволяет обеспечить точность, стабильность, технологичность и высокую надежность аппаратуры. Входящие в состав АВЦ модулятор/демодулятор АМ ОБП, трансмультиплексор, адаптивные эквалайзеры, встроенные модемы телемеханики и служебные модемы сигналов управления выполнены с применением сигнальных процессоров, ПЛИС и микроконтроллеров, а телефонные автоматики и блок управления реализованы на базе микроконтроллеров. В качестве встроенного модема для передачи данных в канале используется модем STF/CF519C фирмы “Аналитик ”.

Технические характеристики

Число каналов	4, 3, 2 или 1
Диапазон рабочих частот	36-1000 кГц
Номинальная полоса частот одного направления передачи(приема):
- для одноканальной	4 кГц
- для двухканальной	8 кГц
- для трехканальной	12 кГц
	16 кГц
Минимальный разнос частот между краями номинальных полос передачи и приема:
- для одно- и двухканальной	8 кГц (в диапазоне до 500 кГц)
- для трехканальной	12 кГц (в диапазоне до 500 кГц)
- для четырехканальной аппаратуры	16 кГц (в диапазоне до 500 кГц)
- одно-, двух-, трех и четырехканальной аппаратуры	16 кГц (в диапазоне от 500 до 1000 кГц)
Максимальная пиковая мощность передатчика	40 Вт
Чувствительность приемника	-25 дБм
Избирательность приемного тракта	удовлетворяет требованиям МЭК 495
Диапазон регулировки АРУ в приемнике	40 дБ
Число встроенных модемов телемеханики (скорость 200, 600 бод) в каждом канале
- на скорость 200 Бод	2
- на скорость 600 Бод	1
Число подключаемых внешних модемов телемеханики в каждом канале	Не более 2-х
Число встроенных модемов для передачи данных (скорость до 24,4 кбит/c)	До 4-х
Число подключаемых внешних модемов для передачи данных	До 4-х
Номинальное сопротивление для ВЧ-выхода
- неуравновешенного	75 Ом
- уравновешенного	150 Ом
Диапазон рабочих температур	0…+45°С
Питание	220 В,50 Гц

Примечание: при уравновешенном выходе средняя точка может соединяться с землей непосредственно или через резистор 75 Ом мощностью 10Вт.

Краткое описание

Терминал АВЦ-НЧ устанавливается на диспетчерском пункте, а АВЦ-ВЧ - на опорной или узловой подстанции. Связь между ними осуществляется по двум телефонным парам. Полосы частот, занимаемые каждым каналом связи:

Перекрываемое затухание между терминалами АВЦ-НЧ и АВЦ-ВЧ не более 20 дБ на максимальной частоте канала (характеристическое сопротивление линии связи 150 Ом).

Эффективная полоса пропускания каждого канала в АВЦ 0,3-3,4 кГц, причем она может быть использована:

Сигналы телемеханики передаются с помощью встроенных модемов (два на скорость 200 Бод, средние частоты 2,72 и 3,22 кГц или один на скорость 600 Бод, средняя частота 3 кГц) или внешних модемов пользователя.
Передача данных осуществляется с помощью встроенного модема STF/CF519C (в зависимости от параметров линии скорость может достигать 24,4 кбит/с) или внешнего модема пользователя. Это дает возможность организации до 4 каналов межмашинного обмена.
В тракте приема АВЦ-НЧ (АВЦ-С) предусмотрена полуавтоматическая коррекция частотной характеристики остаточного затухания каждого канала.
В каждом телефонном канале АВЦ имеется возможность включения компандера.

Ячейка телефонной автоматики	АВЦ-НЧ (АВЦ-С) содержит встроенные устройства автоматического соединения абонентов (телефонные автоматики), которые позволяют подключение:
Если канал используется для передачи данных, то ячейка телефонной автоматики заменяется ячейкой встроенных модемов STF/CF519C.	Ячейка модемов STF/CF519C

В АВЦ-НЧ и АВЦ-С имеется блок управления, который с помощью служебного модема каждого канала (скорость передачи 100 Бод, средняя частота 3,6 кГц) осуществляет передачу команд и непрерывный контроль наличия связи между местным и удаленным терминалами. При пропадании связи обеспечивается выдача звукового сигнала и замыкание контактов реле внешней сигнализации. В энергонезависимой памяти блока ведется журнал событий (включение/выключение и готовность аппаратуры, “пропадание” канала связи и т.п.) на 512 записей.

Необходимые режимы АВЦ устанавливаются при помощи выносного пульта управления или внешнего компьютера, подключаемого через интерфейс RS-232 к блоку управления. Пульт позволяет снять диаграмму уровней и характеристики остаточного затухания канала, выполнить необходимую коррекцию частотной характеристики и оценить уровень характеристических искажений встроенных модемов телемеханики.

Рабочая частота аппаратуры может быть перестроена пользователем в пределах одного из поддиапазонов: 36-125, 125-500 и 500-1000 кГц. Шаг перестройки - 1 кГц.

Схемы организации каналов связи

Помимо прямого канала связи (“точка-точка”) между полукомплектами АВЦ возможны более сложные схемы организации каналов связи (типа “звезда”). Так, двухканальный диспетчерский полукомплект позволяет организовать связь с двумя одноканальными полукомплектами, установленными в контролируемых пунктах, а четырехканальный - с двумя двухканальными или четырьмя одноканальными полукомплектами.

Возможны и другие подобные конфигурации каналов связи. C помощью дополнительного терминала АВЦ-ВЧ аппаратура обеспечивает организацию четырехпроводного переприема без отбора каналов.

Кроме того, могут быть предоставлены следующие возможности:

	С помощью лишь терминала АВЦ-ВЧ организуется работа совместно с внешним модемом, имеющим полосу 4, 8, 12 или 16 кГц в диапазоне номинальных частот от 0 до 80 кГц, что позволяет создавать комплексы цифровой высокочастотной связи. Например, на базе терминала АВЦ-ВЧ и модемов М-АСП-ПГ-ЛЭП фирмы "Зелакс " можно организовать связь со скоростью передачи данных до 80 кбит/с в полосе 12 кГц и до 24 кбит/с в полосе 4 кГц.
	В номинальной полосе 16 кГц в АВЦ организуются два канала, а именно 1-й с полосой 4 кГц для телефонной связи и 2-й с полосой 12 кГц для передачи данных аппаратурой пользователя.
	Организуется работа до четырех одноканальных абонентских полукомплектов АВЦ на контролируемых пунктах с одноканальным диспетчерским полукомплектом АВЦ. При полосе телефонного канала 0,3-2,4 кГц аппаратура предоставит по одному дуплексному каналу связи для обмена телемеханической информацией со скоростью 100 Бод между диспетчерским и каждым полукомплектом на контролируемом пункте. При использовании внешних модемов со скоростью больше 100 Бод возможен только циклический или спорадический обмен телемеханической информацией между диспетчерским и абонентским полукомплектами.

Массогабаритные параметры аппаратуры

Наименование	Глубина, мм		Высота, мм

Установка

Аппаратура может быть установлена на стеллаже (до нескольких вертикальных рядов), в 19” стойке или закреплена на стене. Все кабели для внешних соединений подключаются спереди. По отдельному заказу поставляется промежуточный клеммник для подключения кабелей.

Условия окружающей среды

АВЦ предназначена для непрерывной круглосуточной работы в стационарных условиях, в закрытых помещениях без постоянного обслуживающего персонала при температуре от 0 до +45С О и относительной влажности вплоть до 85%. Работоспособность аппаратуры сохраняется при температуре окружающей среды до -25С О.

Для передачи информации между защитами и автоматикой по концам высоковольтной линии используется канал, созданный для токов высокой частоты по схеме соединения “фаза–земля”.

В составе тракта включается одна фаза действующей ВЛ, которая через конденсаторы связи на подстанциях соединяется с землей для создания замкнутого контура ВЧ токам.

Наиболее часто на линии используют две удаленные фазы “А” и “С” для передачи по одной из них с подстанции команд частоты №1, а по второй – приема на частоте №2.

Устройство и назначение канала ВЧ связи . На каждой подстанции устанавливаются передатчики и приемники высокочастотных сигналов. В данном случае современная аппаратура ВЧ приемопередатчиков выполнена на микропроцессорной базе терминалов ETL640 v.03.32 копании АВВ.

Для обработки сигналов на каждой частоте изготавливается свой приемопередатчик. Поэтому для одной подстанции требуется 2 комплекта терминалов, настроенных на одновременное принятие и передачу сигналов по разным фазам ВЛ.

Подключением ВЧ приемопередатчика к ВЛ занимается специальная аппаратура, отделяющее высокое напряжение от слаботочного оборудования и создающая магистраль для передачи ВЧ сигналов. Ее комплектуют:

Высоковольтным конденсатором связи (КС);
- фильтром присоединения (ФП);
- высокочастотным заградителем (ВЗ);
- ВЧ кабелем.

Назначение высоковольтного конденсатора связи состоит в надежном изолировании от земли транспортируемых по ВЛ мощностей с промышленной частотой и пропускании через себя высокочастотных токов.

На фотоснимке рассматриваемой линии установлено 3 конденсатора с ФП в каждой фазе. Они используются для связи с оборудованием дальнего конца линии в целях:

1. Передачи команд РЗ и ПА;
2. Приема команд РЗ и ПА;
3. Работы ВЧ аппаратуры службы связи.

Для отделения ВЧ сигнала от высоковольтного оборудования подстанции в фазный провод ВЛ высокого напряжения монтируется ВЧ заградитель. который ограничивает величину потерь ВЧ сигналов через параллельные контуры.

Сквозь него хорошо проходят токи промышленной частоты и не пропускаются высокочастотные. ВЗ состоит из реактора (силовой катушки), пропускающего рабочий ток линии, и элементов настройки, параллельно подключенных с реактором.

Для согласования параметров входных сопротивлений ВЧ кабеля и линии используется фильтр присоединения, который выполняется моделью воздушного трансформатора с отпайками от обмоток, позволяющих выполнять необходимые регулировки. ВЧ кабель соединяет фильтр присоединения с приемопередатчиком.

Высокочастотные приёмопередатчики (ETL640), назначение . Приёмопередатчики типа ETL640 (ПРМ/ПРД) предназначены для передачи и приема ВЧ сигналов в виде команд, формируемых релейной защитой (РЗ) и противоаварийной автоматикой (ПА) на противоположный конец ВЛ.

Проверка исправности ВЧ канала . Сложное оборудование тракта ВЧ передачи располагается на расстояниях в сотни километров, требует контроля и поддержания его целостности. Приёмопередатчики ETL640 по концам ВЛ постоянно в обычном режиме эксплуатации обмениваются (осуществляют передачу/приём) сигналами контрольной частоты.

При уменьшении сигнала по величине или изменении его частоты сверх допустимых пределов срабатывает сигнализация неисправности. После восстановления работоспособности приёмопередатчик в автоматическом режиме возвращается к нормальному режиму работы.

Обмен сигналами . Передача и прием сигналов производится на выделенных частотах, к примеру:

Комплекс на фазе “А”: Тх: 470 + 4 кГц, Rx: 474 + 4 кГц;
- комплекс на фазе “С”: Тх: 502 + 4 кГц, Rx: 506 + 4 кГц.

Аппаратура ETL640 предназначена для круглосуточной постоянной работы в условиях отапливаемых ОПУ.

Прием и передача команд . Терминалы №1 и №2 комплексов ETL640 принимают и передают по 16 команд от РЗ и ПА.

Команды приемопередатчиков ETL640 . Типовые команды приемопередатчика любого комплекса ETL640 могут иметь вид:

1. Отключение 3-х фаз ВЛ-330 кВ с дальнего конца ВЛ без контроля с запретом ТАПВ и пуском от УРОВ или ЗНР комплекса №… REL-670;

2. Отключение 3-х фаз ВЛ-330 кВ с дальнего конца ВЛ с контролем измерительными органами Z3 ДЗ и 3-й ступени НТЗНП комплекса №… защит REL670 без запрета ТАПВ и пуском от фактора 3-х фазного отключения комплекса №… защит REL;

3. Телеускорение ДЗ с действием на одно или 3-х фазное отключение ВЛ-330 кВ с дальнего конца ВЛ, с контролем параметров ступени Z3 ДЗ комплекса №… защит REL670 с ОАПВ/ТАПВ и пуском от ступени Z3 ДЗ комплекса №… защит REL-670;

4. Телеускорение НТЗНП с действием на одно или 3-х фазное отключение ВЛ-330 кВ с дальнего конца ВЛ с контролем параметров ступени Z3 НТЗНП комплекса №… защит REL670 с ОАПВ/ТАПВ и пуском от измерительного органа 3 ступени НТЗНП комплекса №… защит REL670;

5. Фиксация отключения линии со своей стороны ВЛ и действием в схему логики АФОЛ комплекса №… защит РЗА. Пуск от выходного реле схемы логики АФОЛ комплекса №… защит РЗА при отключении линии со своей стороны;

6. III очередь ОН, действующая на пуск:
- 5-й команды АКАП прд 232 кГц ВЛ №…;
- 2-й команды АКПА прд 286 кГц ВЛ №…;
- 4-й команды АНКА прд 342 кГц ВЛ №….

7. Фиксация включения линии со своей стороны и действием в схему логики АФОЛ комплекса №… защит РЗА ВЛ с пуском от выходного реле схемы логики АФОЛ комплекса №… защит РЗА ВЛ-330 при включении со своей стороны;

8. Пуск от 1-й ступени схемы САПАХ … с запуском:
- 6-й команды АНКА прд 348 кГц ВЛ №…;
- 4-й команды АКАП прд 122 кГц ВЛ №….

9. 3-я очередь отключения нагрузки с действием …

Каждая команда формируется для конкретных условий ВЛ с учетом ее конфигурации в электрической сети и эксплуатационных условий. Выходные реле ВЧ аппаратуры и переключающие устройства расположены в отдельном шкафу.

Цепи сигнализации ВЛ . Сигнализация терминалов. На лицевой панели терминалов расположено 3 светодиода, отражающих состояние самого устройства REL670 и 15 светодиодов, указывающих на срабатывания защит, неисправности и состояние оперативных переключателей.

Светодиоды терминалов REL670 (защита 1-го и 2-го комплексов) и REC670 (автоматика и УРОВ 1-го и 2-го комплекса В1 и В2) первых шести номеров имеют красную окраску. Светодиоды с номерами от 7 до 15 имеют желтый цвет.

Светодиоды статусной индикации. Над блоком ЖКД терминалов REС670 и REL670 вставлены 3 светодиодных индикатора “Ready”, “Start” и “Trip”. Для обозначения разной информации они светятся разным цветом. Зеленый цвет индикатора обозначает:

Работу устройств - устойчивым свечением;
- внутреннее повреждение - миганием;
- отсутствие питания оперативного тока - затемнением цвета.

Желтый цвет индикатора обозначает:

Пуск аварийного регистратора - устойчивым свечением;;
- нахождение терминала в тестовом режиме - сопровождается миганием.

Красный цвет индикатора обозначает выдачу команды аварийного отключения (устойчивое свечение).

Таблица светодиодной сигнализации терминала REС670

Сброс и опробование сигнализации . Сброс сигнализации, счетчиков учета приема и передачи ВЧ команд и информации по зонам ДЗ и НТЗНП для терминала производится от нажатия на кнопку SB1 (сброс сигнализации) на передней стороне шкафа.

Для опробования светодиодов терминалов REL670 (REС670) требуется нажать и удерживать дольше 5 секунд кнопку SB1.

Общепанельная световая сигнализация . С лицевой стороны шкафов REС670 находятся лампы:
- HLW – работы АПВ, ЗНФ, УРОВ;
- HLR2 – неисправность комплексов автоматики и УРОВ В-1или В-2.

С лицевой стороны шкафов REL670 находятся лампы:
- HLW – работы защит;
- HLR1 – комплекс защит выведен;
- HLR2 – неисправность комплексов защит.

С лицевой стороне шкафов ETL находятся лампы сигнализации:
- HLW1 – неисправность ETL 1-го комплекса;
- HLW2 – неисправность ETL 2-го комплекса.

Перспективы развития оборудования воздушных ЛЭП . Проверенные временем воздушные выключатели для высоковольтных ЛЭП постепенно вытесняются современными элегазовыми конструкциями, которым не требуется постоянная работа мощных компрессорных станций для поддержания давления воздуха в баках и воздушных магистралях.

Громоздкие аналоговые устройства РЗА и ПА для высоковольтного оборудования, требующие пристального внимания со стороны обслуживающего персонала, заменяются новыми микропроцессорными терминалами.