고압 전력선의 HF 통신 채널의 작동 원리 및 목적

링크 — 신호를 전송하는 일련의 장치 및 물리적 매체. 채널의 도움으로 신호가 한 곳에서 다른 곳으로 전송되고 시간에 따라 전송됩니다(정보 저장 시).

채널을 구성하는 가장 일반적인 장치는 증폭기, 안테나 시스템, 스위치 및 필터입니다. 한 쌍의 전선, 동축 케이블, 도파관, 전자기파가 전파되는 매체가 물리적 매체로 자주 사용됩니다.

동축 케이블 - 도체 중 하나가 두 번째 도체를 완전히 둘러싸는 속이 빈 튜브인 고주파수 케이블. 내부 와이어는 파이프 축을 따라 정확하게 위치하므로 케이블을 동축 또는 동심이라고합니다. 내부 와이어를 이 위치에 유지하기 위해 외부 와이어와 내부 와이어 사이의 공간을 절연 재료로 완전히 채우거나 개별 절연체를 내부 와이어 위에 배치합니다.

동축 케이블에서 모든 전기장과 자기장은 외부 도체와 내부 도체 사이의 공간에 집중되어 있기 때문에, 즉 외부 필드가 없기 때문에 복사 손실은 무시할 수 있습니다. 금속 가열시 손실을 줄이기 위해 내부 와이어를 큰 직경으로 만들 수 있습니다 (어쨌든 외부 와이어의 표면은 충분히 큽니다).

동축 케이블이 유연한 경우 외부 도체는 유연한 금속 브레이드 형태로 만들어지고 케이블은 플라스틱 절연 재료로 채워집니다.

통신 기술 측면에서 통신 채널의 가장 중요한 특성은 이를 통해 전송되는 신호가 받는 왜곡입니다. 선형 왜곡과 비선형 왜곡을 구별합니다. 선형 왜곡 주파수 및 위상 왜곡으로 구성되며 과도 응답 또는 이와 동등하게 채널의 복소 이득으로 설명됩니다. 비선형 왜곡 신호가 통신 채널을 통해 이동할 때 신호가 어떻게 변하는지를 보여주는 비선형 종속성에 의해 제공됩니다.

통신 채널은 송신단에서 전송되는 신호와 수신단에서 수신되는 신호의 집합으로 특징지어집니다. 채널 입력 및 출력 신호가 이산 인수 값 집합에 정의된 함수인 경우 채널을 호출합니다. 분리... 이러한 통신 채널은 예를 들어 송신기의 펄스 작동 모드, 전신, 원격 측정 및 레이더에서 사용됩니다.

계속해서 출력 및 입력 신호가 연속 함수인 채널이라고 합니다. 이러한 채널은 전화 통신, 라디오 방송, 텔레비전에서 널리 사용됩니다.불연속적이고 지속적인 통신 채널도 널리 사용됩니다. 자동화 및 원격 역학.

여러 다른 채널이 동일한 기술 연결을 공유할 수 있습니다. 이러한 경우(예: 주파수 또는 시분할 신호가 있는 다중 채널 통신 회선에서) 채널은 특수 스위치 또는 필터를 사용하여 결합 및 분리됩니다. 때로는 반대로 하나의 채널이 여러 기술 통신 회선을 사용합니다.

고주파 통신 (HF 통신)은 고전압 전력선을 통신 채널로 사용하는 전기 네트워크의 통신 유형입니다.주파수 50Hz의 교류 전류가 전력선의 전선을 통해 흐릅니다. 전기 네트워크. HF 통신 구성의 본질은 동일한 전선이 회선에서 신호 전송으로 사용되지만 주파수는 다르다는 것입니다.

HF 통신 채널의 주파수 범위는 수십에서 수백 kHz입니다. 고주파 통신은 전압이 35kV 이상인 전력선으로 연결된 두 개의 인접한 변전소 간에 구성됩니다. 에게 주파수가 50Hz인 교류 변전소 개폐기의 모선에 도달했으며 각 통신 세트에 대한 통신 신호는 고주파 억제기와 통신 커패시터를 사용합니다.

HF 트랩은 산업용 주파수에서 전류 저항이 작고 고주파 통신 채널 주파수에서 저항이 높습니다. 커플 링 커패시터 — 반대로 : 50Hz의 주파수에서 높은 저항을 가지며 통신 채널의 주파수에서 낮은 저항을 갖습니다.이렇게 하면 50Hz 전류만 변전소 버스로 흐르고 고주파수 신호만 HF 통신 세트로 흐르게 됩니다.

HF 통신 신호를 수신하고 처리하기 위해 특정 기능을 수행하는 특수 필터, 신호 송수신기 및 장비 세트가 HF 통신이 구성되는 두 변전소에 설치됩니다. 아래에서 HF 통신을 사용하여 구현할 수 있는 기능을 살펴보겠습니다.

가장 중요한 기능은 변전소 장비의 릴레이 보호 및 자동화를 위한 장치에서 HF 채널을 사용하는 것입니다. HF 통신 채널은 110 및 220kV 라인의 위상차 보호 및 지향성 고주파 보호에 사용됩니다. 보호 세트는 RF 통신 채널로 상호 연결된 전송선의 양쪽 끝에 설치됩니다. 신뢰성, 속도 및 선택성으로 인해 HF 통신 채널을 사용한 보호는 모든 110-220kV 가공선에 대한 기본 보호로 사용됩니다.

전력선(PTL)의 릴레이 보호를 위한 신호 전송 채널을 릴레이 보호 채널... 세 가지 유형의 HF 보호가 릴레이 보호 기술에 가장 널리 사용됩니다.

• 방향성 필터,

• HF 차단 기능이 있는 원격,

• 미분 위상.

처음 두 가지 유형의 보호에서 지속적인 HF 차단 신호는 외부 단락 회로가 있는 HF 채널을 통해 전송되며, 위상 차동 보호에서는 HF 전압 펄스가 릴레이 보호 채널을 통해 전송됩니다. 펄스 및 일시 중지 기간은 거의 동일하며 공급 주파수 기간의 절반과 같습니다.외부 단락이 발생한 경우 라인의 양쪽 끝에 있는 송신기는 공급 주파수의 서로 다른 반주기에서 작동합니다. 각 수신기는 두 송신기로부터 신호를 수신합니다. 결과적으로 외부 단락이 발생하면 두 수신기 모두 연속 차단 신호를 수신합니다.

보호 라인에서 단락이 발생한 경우 조작 전압의 위상 편이가 발생하고 두 송신기가 모두 중지될 때 시간 간격이 발생합니다. 이 경우 수신기에 차단 전류가 나타나 보호 라인의 해당 끝에서 회로 차단기를 여는 신호를 생성하는 데 사용됩니다.

일반적으로 회선 양쪽 끝에 있는 송신기는 동일한 주파수에서 작동합니다. 그러나 장거리 회선에는 서로 다른 HF 또는 근접한 주파수(1500-1700Hz)에서 작동하는 송신기가 있는 릴레이 보호 채널이 있는 경우가 있습니다. 두 주파수에서 작업하면 라인의 반대쪽 끝에서 반사되는 신호의 유해한 영향을 제거할 수 있습니다. 보호 계전기 채널은 특수(전용) RF 채널을 사용합니다.

고주파 통신 채널을 사용하여 전력선 손상 위치를 확인하는 장치도 있습니다. 또한 RF 통신 채널을 사용하여 신호를 전송할 수 있습니다. 원격 기계 장비, SCADA, ACS 및 기타 APCS 장비 시스템. 따라서 고주파 통신 채널을 통해 변전소 장비의 작동 모드를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 제어 스위치 및 다양한 기능에 대한 명령을 전송할 수 있습니다. 릴레이 보호 장치.

또 다른 기능은 전화 기능입니다. HF 채널은 인접한 변전소 간의 운영 협상에 사용할 수 있습니다. 현대적인 상황에서 이 기능은 시설의 서비스 직원 간에 더 편리한 통신 방법이 있기 때문에 관련이 없지만 HF 채널은 모바일이 없는 비상 시 백업 통신 채널 역할을 할 수 있습니다. 또는 유선 전화 통신 .

전력선 통신 채널 — 300~500kHz 범위의 신호를 전송하는 데 사용되는 채널입니다. 통신 채널의 장비를 켜기 위해 다른 방식이 사용됩니다. 경제성 때문에 가장 일반적으로 사용되는 위상 접지 회로(그림 1)와 함께 위상, 위상 2상, 2상 접지, 3상 접지 회로가 사용됩니다. , 다른 라인의 상-상. 이들 회로에 사용되는 고주파 트랩, 커플링 커패시터, 커플링 필터는 배선을 따라 고주파 통신 채널을 구성하는 전력선 처리 장비입니다.

쌀. 1. 인접한 두 변전소 사이의 송전선을 통한 간단한 통신 채널의 블록 다이어그램: 1 - HF 트랩; 2 - 결합 커패시터; 3 — 연결 필터; 4 — HF 케이블; 5 — 장치 TU — TS; c — 원격 측정 센서; 7 - 원격 측정 수신기; 8 — 릴레이 보호 및/또는 원격 자동화 장치 9 — 자동 전화 교환대; 10 — ATS 가입자; 11 — 직접 가입자.

안정적인 통신 채널을 얻으려면 선형 처리가 필요합니다. 재설계된 전력선을 통한 HF 채널의 감쇠는 회선 전환 방식과 거의 무관합니다.처리가 없으면 전송 라인의 끝이 분리되거나 접지될 때 통신이 중단됩니다. 전력선 통신의 가장 중요한 문제 중 하나는 변전소 모선을 통해 연결된 라인 사이의 낮은 전압으로 인한 주파수 부족입니다.

HF 채널은 손상된 전력선을 수리하고 전기 설비 문제를 해결하는 현장 직원과 통신하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 위해 특수 휴대용 송신기가 사용됩니다.

변환된 전력선에 연결된 다음 HF 장비가 사용됩니다.

• 원격 기계, 자동화, 계전기 보호 및 전화 채널을 위한 결합 장비;

• 열거된 기능을 위한 특수 장비

• 연결 장치를 통해 직접 또는 추가 장치를 사용하여 전력선에 연결된 장거리 통신 장비는 주파수를 이동하고 전송 수준을 높입니다.

• 라인 임펄스 제어 장비.