El principio de funcionamiento y propósito de los canales de comunicación HF de líneas eléctricas de alto voltaje.

Enlace: un conjunto de dispositivos y medios físicos que transmiten señales. Con la ayuda de los canales, las señales se transmiten de un lugar a otro y también se transfieren en el tiempo (al almacenar información).

Los dispositivos más comunes que componen un canal son amplificadores, sistemas de antena, conmutadores y filtros. Un par de hilos, un cable coaxial, una guía de ondas, un medio en el que se propagan las ondas electromagnéticas se utilizan a menudo como medio físico.

Cable coaxial — un cable de alta frecuencia en el que uno de los conductores es un tubo hueco que encierra completamente al segundo conductor. El alambre interior está ubicado exactamente a lo largo del eje de la tubería, por lo que el cable se llama coaxial o concéntrico. Para mantener el cable interior en esta posición, el espacio entre los cables exterior e interior se rellena completamente con material aislante o se colocan aisladores individuales sobre el cable interior.

Dado que en un cable coaxial todos los campos eléctricos y magnéticos se concentran en el espacio entre los conductores exterior e interior, es decir, no hay campos externos, las pérdidas por radiación son insignificantes. Para reducir las pérdidas al calentar el metal, el alambre interno se puede hacer con un diámetro grande (la superficie del alambre externo en cualquier caso es lo suficientemente grande).

Si el cable coaxial ha de ser flexible, entonces su conductor exterior se fabrica en forma de trenza metálica flexible y el cable se rellena con material plástico aislante.

En cuanto a la tecnología de la comunicación las características más importantes de los canales de comunicación son las distorsiones a las que están sujetas las señales que se transmiten por él. Distinguir entre distorsiones lineales y no lineales. distorsión lineal consisten en distorsiones de frecuencia y fase y se describen por la respuesta transitoria o, de manera equivalente, por la ganancia compleja del canal. Distorsión no lineal están dados por dependencias no lineales que muestran cómo cambia la señal a medida que viaja a través del canal de comunicación.

Un canal de comunicación se caracteriza por un conjunto de señales que se envían al extremo transmisor y señales que se reciben al extremo receptor. En caso de que las señales de entrada y salida del canal sean funciones definidas en un conjunto discreto de valores de argumento, el canal se llama apartado… Dichos canales de comunicación se utilizan, por ejemplo, en modos de funcionamiento pulsados ​​de transmisores, en telegrafía, telemetría y radar.

Continuamente Se denomina canal a un canal cuyas señales de salida y entrada son funciones continuas. Dichos canales son ampliamente utilizados en telefonía, radiodifusión, televisión.Los canales de comunicación discretos y continuos también son ampliamente utilizados. en automatización y telemecánica.

Varios canales diferentes pueden compartir la misma conexión técnica. En estos casos (por ejemplo, en líneas de comunicación multicanal con señales de división de tiempo o frecuencia), los canales se combinan y desconectan mediante interruptores o filtros especiales. A veces, por el contrario, un canal utiliza varias líneas de comunicación técnica.

La comunicación de alta frecuencia (comunicación HF) es un tipo de comunicación en redes eléctricas, que prevé el uso de líneas eléctricas de alto voltaje como canales de comunicación.Una corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz fluye a través de los cables de la línea eléctrica de las redes electricas La esencia de la organización de la comunicación HF es que los mismos cables se utilizan como transmisión de señal en la línea, pero con una frecuencia diferente.

El rango de frecuencia de los canales de comunicación HF es de decenas a cientos de kHz. La comunicación de alta frecuencia se organiza entre dos subestaciones vecinas, que están conectadas por una línea eléctrica con un voltaje de 35 kV y más. A corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz llegaron a las barras colectoras de la aparamenta de la subestación, y las señales de comunicación a los respectivos conjuntos de comunicación utilizan supresores de alta frecuencia y condensadores de comunicación.

Una trampa de HF tiene una pequeña resistencia de corriente a la frecuencia industrial y una alta resistencia a la frecuencia de los canales de comunicación de alta frecuencia. Un condensador de acoplamiento, por el contrario: tiene una alta resistencia a una frecuencia de 50 Hz y una baja resistencia a la frecuencia del canal de comunicación.Esto asegura que solo fluya corriente de 50 Hz a los buses de la subestación y solo señales de alta frecuencia al equipo de comunicación HF.

Para recibir y procesar las señales de comunicación HF, en ambas subestaciones se instalan filtros especiales, transceptores de señales y conjuntos de equipos que realizan determinadas funciones, entre los cuales se organiza la comunicación HF. A continuación, consideraremos qué funciones se pueden implementar utilizando la comunicación HF.

La función más importante es el uso del canal HF en dispositivos para protección de relés y automatización de equipos de subestaciones. El canal de comunicación HF se utiliza para la protección de líneas de 110 y 220 kV, protección diferencial de fase y protección direccional de alta frecuencia. Los conjuntos de protección se instalan en ambos extremos de la línea de transmisión, los cuales están interconectados por un canal de comunicación de RF. Por su fiabilidad, rapidez y selectividad, la protección mediante canal de comunicación HF se utiliza como principal para todas las líneas aéreas de 110-220 kV.

Un canal de transmisión de señales para la protección de relés de líneas eléctricas (PTL) se denomina canal de protección de relés... Tres tipos de protección HF son los más utilizados en la tecnología de protección de relés:

• filtro direccional,

• remoto con bloqueo HF,

• fase diferencial.

En los dos primeros tipos de protección se transmite una señal continua de bloqueo HF a través del canal HF con un cortocircuito externo, en la protección diferencial de fase los pulsos de tensión HF se transmiten a través del canal de protección del relé. La duración de los pulsos y las pausas es aproximadamente la misma y equivale a la mitad del período de la frecuencia de alimentación.En caso de cortocircuito externo, los transmisores ubicados en ambos extremos de la línea operan en diferentes semiciclos de la frecuencia de alimentación. Cada uno de los receptores recibe señales de ambos transmisores. Como resultado, en caso de un cortocircuito externo, ambos receptores reciben una señal de bloqueo continua.

En el caso de un cortocircuito en la línea protegida, se produce un cambio de fase de los voltajes de manipulación y ocurren intervalos de tiempo cuando ambos transmisores se detienen. En este caso, aparece una corriente de interrupción en el receptor, que se utiliza para crear una señal que actúa para abrir el interruptor automático en ese extremo de la línea protegida.

Normalmente, los transmisores en ambos extremos de la línea operan en la misma frecuencia. Sin embargo, en líneas de larga distancia a veces hay canales de protección de relés con transmisores que funcionan en diferentes HF o en frecuencias muy próximas entre sí (1500-1700 Hz). Trabajar en dos frecuencias permite eliminar los efectos nocivos de las señales reflejadas desde el extremo opuesto de la línea. Los canales de relé de protección utilizan un canal de RF especial (dedicado).

También hay dispositivos que utilizan un canal de comunicación de alta frecuencia para determinar la ubicación del daño en la línea eléctrica. Además, el canal de comunicación de RF se puede utilizar para transmitir señales equipo telemecanico, SCADA, ACS y otros sistemas de equipos APCS. Así, a través del canal de comunicación de alta frecuencia, es posible controlar el modo de operación de los equipos de la subestación, así como transmitir comandos para controlar interruptores y funciones diversas. dispositivos de protección de relés.

Otra función es una función de teléfono... El canal HF se puede utilizar para la negociación operativa entre subestaciones vecinas. En las condiciones modernas, esta función no es relevante, ya que existen formas más convenientes de comunicación entre el personal de servicio de las instalaciones, pero el canal HF puede servir como un canal de comunicación de respaldo en caso de una emergencia, cuando no habrá móvil. o comunicación telefónica fija.

Canal de comunicación de línea eléctrica: un canal utilizado para transmitir señales en el rango de 300 a 500 kHz. Se utilizan diferentes esquemas para encender los equipos del canal de comunicación. Junto al circuito fase-tierra (Fig. 1), que es el más común por su economía, se utilizan los siguientes circuitos: fase-fase, fase-bifásica, bifásica-tierra, trifásica-tierra , fase-fase de diferentes líneas. La trampa de alta frecuencia, el condensador de acoplamiento y el filtro de acoplamiento utilizados en estos circuitos son equipos de procesamiento de línea eléctrica para organizar canales de comunicación de alta frecuencia a lo largo de sus cables.

Arroz. 1. Diagrama de bloques de un canal de comunicación simple a través de una línea de transmisión de energía entre dos subestaciones adyacentes: 1 — trampa HF; 2 — condensador de acoplamiento; 3 — filtro de conexión; 4 — cable de alta frecuencia; 5 — aparato TU — TS; c — sensores de telemetría; 7 — receptores de telemetría; 8 — dispositivos para protección de relés y/o teleautomatización; 9 — centralita telefónica automática; 10 — Abonado ATS; 11 — abonados directos.

El procesamiento lineal es necesario para obtener un canal de comunicación estable. La atenuación del canal HF a través de las líneas eléctricas rediseñadas es casi independiente del esquema de conmutación de líneas.A falta de tratamiento, la comunicación se interrumpirá cuando los extremos de la línea de transmisión estén desconectados o puestos a tierra. Uno de los problemas más importantes de la comunicación en las líneas eléctricas es la falta de frecuencias debido a la baja tensión entre las líneas que se conectan a través de las barras de la subestación.

Los canales de HF se pueden utilizar para comunicarse con las cuadrillas en el sitio que reparan las líneas eléctricas dañadas y solucionan los problemas de las instalaciones eléctricas. Para este propósito se utilizan transmisores portátiles especiales.

Se utilizan los siguientes equipos de HF conectados a la línea de alimentación convertida:

• equipos combinados de telemecánica, automatización, protección de relés y canales telefónicos;

• equipo especializado para cualquiera de las funciones enumeradas;

• equipo de comunicación de larga distancia conectado a la línea eléctrica a través del dispositivo de conexión directamente o con la ayuda de unidades adicionales para cambiar la frecuencia y aumentar el nivel de transmisión;

• equipo de control de impulsos de línea.