Принцип работы и назначение ВЧ-каналов связи высоковольтных линий электропередач

Канал связи — совокупность устройств и физических сред, передающих сигналы. С помощью каналов сигналы передаются из одного места в другое, а также переносятся во времени (при хранении информации).

Наиболее распространенные устройства, входящие в состав канал: усилители, антенные системы, коммутаторы и фильтры. В качестве физической среды часто используются пара проводов, коаксиальный кабель, волновод, среда, в которой распространяются электромагнитные волны.

Коаксиальный кабель — высокочастотный кабель у которого один из проводов представляет собой полую трубу, полностью охватывающую второй провод. Внутренний провод располагается точно по оси трубы, почему кабель и называется коаксиальным или концентрическим. Чтобы удержать внутренний провод в таком положении, либо пространство между внешним и внутренним проводом сплошь заполняются изоляционным материалом, либо на внутренний провод одеваются отдельные изоляторы.

Поскольку в коаксиальном кабеле все электрические и магнитные поля сосредоточены в пространстве между внешним и внутренним проводом, т. е. внешних полей нет, то потери на излучение ничтожны. Для уменьшения потерь на нагревание металла внутренний провод может быть сделан большого диаметра (поверхность внешнего провода во всяком случае достаточно велика).

Если коаксиальный кабель должен быть гибким, то его внешний провод делается в виде гибкой металлической оплетки и кабель заполняется пластичным изоляционным материалом.

С точки зрения техники связи наиболее важными характеристиками каналов связи являются искажения, которым подвергаются передаваемые по нему сигналы. Различают искажения линейные и нелинейные. Линейные искажения состоят из частотных и фазовых искажений и описываются переходной характеристикой или, что эквивалентно, комплексным коэффициентом передачи канала. Нелинейные искажения даются нелинейными зависимостями, указывающими, как изменяется сигнал при прохождении по каналу связи.

Канал связи характеризуется совокупностью сигналов, которые посылаются на передающем конце, и сигналами, которые принимаются на приемном конце. В случае, когда сигналы на входе и выходе канала являются функциями, определенными на дискретном множестве значений аргумента, канал называется дискретным. Такими каналами связи пользуются, например, при импульсных режимах работы передатчиков, в телеграфии, телеметрии, радиолокации.

Непрерывным называется канал, сигналы на выходе и входе которого представляют собой непрерывные функции. Такие каналы широко используются в телефонии, радиовещании, телевидении. Дискретные и непрерывные каналы связи широко применяются также в автоматике и телемеханике.

Несколько различных каналов могут использовать одну и ту же техническую линию связи. В этих случаях (например, в многоканальных линиях связи с частотным или временным разделением сигналов) каналы объединяются и разъединяются с помощью специальных коммутаторов или фильтров. Иногда, наоборот, один канал использует нескольких технических линий связи.

Диапазон частоты ВЧ-каналов связи – от десятков до сотен кГц. Высокочастотная связь организуется между двумя смежными подстанциями, которые соединены линией электропередач напряжением 35кВ и выше. Для того чтобы переменный ток частотой 50 Гц попадал на шины распределительного устройства подстанции, а сигналы связи на соответствующие комплекты связи, используют высокочастотные заградители и конденсаторы связи.

Для приема и обработки сигналов ВЧ-связи на обеих подстанциях, между которыми организована ВЧ-связь, устанавливают специальные фильтры, приемопередатчики сигналов и комплекты оборудования, которые осуществляют определенные функции. Ниже рассмотрим, какие именно функции могут реализовываться с применением ВЧ-связи.

Наиболее важная функция – использование ВЧ-канала в устройствах релейной защиты и автоматики оборудования подстанции. ВЧ-канал связи используется в защитах линий 110 и 220кВ – диференциально-фазной защиты и направленно-высокочастотной защиты. По обоим концам ЛЭП устанавливают комплекты защит, которые имеют связь между собой по ВЧ-каналу связи. Благодаря надежности, быстродействию и селективности, защиты с использованием ВЧ-канала связи используются в качестве основных для каждой ВЛ 110-220кВ.

дистанционная с ВЧ блокировкой,

В первых двух типах защит по ВЧ каналу при внешнем коротком замыкании передается сплошной сигнал ВЧ блокировки, в дифференциально-фазовой защите по каналу релейной защиты передаются импульсы напряжения ВЧ. Длительность импульсов и пауз примерно одинакова и равна половине периода промышленной частоты. При внешнем коротком замыкании передатчики, расположенные по обоим концам линии, работают в разные полупериоды промышленной частоты. Каждый из приемников принимает сигналы обоих передатчиков. Вследствие этого при внешнем коротком замыкании оба приемника принимают сплошной блокирующий сигнал.

При коротком замыкании на защищаемой линии происходит сдвиг фаз манипулирующих напряжений и появляются интервалы времени, когда оба передатчика остановлены. При этом в приемнике возникает прерывистый ток, используемый для создания сигнала, действующего на отключение выключателя данного конца защищаемой линии.

Обычно передатчики на обоих концах линии работают на одной частоте. Однако на линиях большой протяженности иногда выполняются каналы релейной защиты с передатчиками, работающими на разных ВЧ или па частотах с малым интервалом (1500—1700 гц). Работа на двух частотах дает возможность избавиться от вредного влияния сигналов, отраженных от противоположного конца линии. Каналы релейной защиты используют специальный (выделенный) ВЧ канал.

Существуют также устройства, которые с использованием ВЧ-канала связи, определяют место повреждения линий электропередач. Кроме того, ВЧ-канал связи может использоваться для передачи сигналов оборудования телемеханики, SCADA, САУ и других систем оборудования АСУ ТП. Таким образом, по каналу высокочастотной связи можно осуществлять контроль над режимом работы оборудования подстанций, а также передавать команды управления выключателями и различными функциями устройств РЗА.

Канал связи по линиям электропередачи — канал, используемый для передачи сигналов в диапазоне от 300 до 500 кгц. Используются различные схемы включения аппаратуры канала связи. Наряду со схемой фаза — земля (рис. 1), встречающейся наиболее часто благодаря своей экономичности, применяются схемы: фаза — фаза, фаза — две фазы, две фазы — земля, три фазы — земля, фаза — фаза разных линий. ВЧ заградитель, конденсатор связи и фильтр присоединения, используемые в этих схемах, являются оборудованием обработки ЛЭП для организации по их проводам ВЧ каналов связи.

Рис. 1. Структурная схема простого канала связи по линии электропередачи между двумя смежными подстанциями: 1 — ВЧ заградитель; 2 — конденсатор связи; 3 — фильтр присоединения; 4 — ВЧ кабель; 5 — устройство ТУ — ТС; в — датчики телеизмерений; 7 —приемники телеизмерений; 8 — устройства релейной зашиты или (и) телеавтоматики; 9 — АТС; 10 — абонент АТС; 11 — прямые абоненты.

ВЧ-каналы могут использовать для связи с оперативно-выездными бригадами, которые осуществляют ремонт участков поврежденных линий электропередач, ликвидируют повреждения в электроустановках. Для этой цели используют специальные переносные приемопередатчики.

Применяется следующая ВЧ аппаратура, подключаемая к обработанной ЛЭП:

комбинированная аппаратура для каналов телемеханики, автоматики, релейной защиты и телефонной связи;

специализированная аппаратура для какой-либо одной из перечисленных функций;

аппаратура дальней связи, подключаемая к ЛЭП через устройство присоединения непосредственно или с помощью дополнительных блоков для сдвига частот и повышения уровня передачи;

аппаратура импульсного контроля линий.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Что такое вч заградитель в энергетике

Предложение проектным институтам Измерения в ВЧ-связи

ЗАГРАДИТЕЛИ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВЯЗИ СЕРИИ ВЗ

Высокочастотные заградители серии ВЗ с естественным воздушным охлаждением используются для создания высокочастотных каналов связи по высоковольтным линиям электропередач.

ВЧ-заградители предназначены для:

— предотвращения потерь ВЧ-сигнала на шинах подстанций и на соседних линиях;

— блокирования ВЧ-сигналов от других источников, работающих на соседних линиях с близкими частотами;

— поддержания определенного значения высокочастотных параметров линии электропередачи независимо от схемы распределительного устройства.

ВЧ-заградители применяются для создания высокочастотных каналов связи по высоковольтным линиям электропередач (6 – 750 кВ) для обеспечения передачи сигналов противоаварийной автоматики, релейной защиты, телефонной связи, телемеханики, промодулированных высокой частотой (24 – 1000 кГц) по фазовому проводу или грозотросу.

Ослабление шунтирующего воздействия шин подстанции на параметры линейного тракта канала ВЧ-связи;

Ослабление шунтирующего действия ответвлений от ВЛ;

Структура условного обозначения:

Номинальный ток, А 100, 200, 400, 630, 1250, 2000, 2500,4000

Индуктивность, мГн: 0,1 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Полоса частот заграждения ЭНУ. кГц:

Напр., для ВЗ-630-0,5: 40-48, 47-60; 59-82; 74-118; 100-200; 160-1000

У; ХЛ; – для умеренного и холодного климата

Т – для тропического климата

Конструктивное исполнение ВЧ-заградителей

Конструкция ВЧ-заградителя представляет собой одно-, двух- или трехкатушечный реактор с навитыми на нем проводами из алюминия или меди. Каркас состоит из высококачественного прочного изоляционного материала, стойки которого закреплены на крестовинах с установленными на них элементами настройки и защиты. Металлические детали и обмотки силового реактора заградителей имеют порошковое покрытие, выполняющее защитную функцию. Заградители, включаемые в рассечку высоковольтных линий передач напряжением свыше 220 кВ, могут оборудоваться защитой от коронирования.

В конструкции ВЧ-заградителя предусмотрены монтажные элементы для подвески, установки и крепления заградителя, устройств защиты и контроля. Для того, чтобы избежать возникновения паразитных токов, крепежные элементы изготавливаются из немагнитного материала или применяются изоляционные втулки и прокладки.

ВЗ состоит из реактора, элемента настройки и защитного устройства, соединенных параллельно. Элемент настройки крепится к нижней крестовине заградителя с помощью кронштейнов.

В качестве защитного устройства используется ограничитель перенапряжения нелинейный типа ОПН без искровых промежутков, обеспечивающий эффективную защиту от перенапряжений. ОПН обеспечен защитой от вихревых токов для работы в мощных магнитных полях заградителя, ограничитель выполнен на базе металлоокисных вариаторов с высокой нелинейной вольт-амперной характеристикой.

По требованию заказчика, вместо ОПН возможно использование разрядника РВО, а также установка противоптичной защиты.

Все высокочастотные заградители, произведённые ООО «Росэнергосервис», соответствуют техническим условиям ТУ 314-005-46569277-2000 и конструкторской документации. Заградители предназначены для работы в следующих условиях: воздействие климатических факторов внешней среды, для длительной работы в исполнении ХЛ, УХЛ или Т категории 1 по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543, тип атмосферы II по ГОСТ 15150.

Нормы предельных рабочих температур:

Заградители выполнены с естественным воздушным охлаждением при открытом исполнении.

Степень защиты по ГОСТ 14254-96, МЭК 529-89

IP00 – для реактора заградителя

IP54 – для элемента настройки

Устанавливаемый срок службы – 30 лет, с возможной заменой отдельных комплектующих частей заградителя.

По требованию заказчика, возможно изготовление заградителей с противоптичной защитой (см. рисунок 1)

ПОСТАВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Тара, упаковка, правила транспортирования заградителей

Заградитель отгружается с предприятия-изготовителя полностью собранным и упакованным в деревянную тару (брус) согласно ГОСТ 23261

Транспортировка заградителей от изготовителя производится в вертикальном положении.

Условия транспортирования заградителей должны соответствовать техническим условиям.

Условия транспортирования заградителей в части воздействия климатических факторов внешней среды аналогичны условиям хранения №5 по ГОСТ 15150-69, в части воздействия механических факторов при транспортировании- группе С по ГОСТ 23216-78.

Выгрузка заградителя производится кранами, лебедками или другими механизмами и приспособлениями грузоподъемностью, соответствующей массе заградителя. Для подъема и перемещения заградителей кранами можно использовать систему подвески заградителей, установленную на верхней крестовине или с помощью тросов, пропускаемых под деревянными днищами.

При выгрузке или получении заградителя со склада транспортирующей организации произведите тщательный осмотр упаковки, убедитесь в отсутствии механических повреждений и составьте акт о результатах осмотра.

Перед установкой заградителя на хранение снимите упаковку, произведите внешний осмотр и в случае необходимости произведите переконсервацию.

Хранение заградителя не допускается при наличии в окружающей его среде агрессивных газов (хлора, паров аммиака, дыма).

При хранении заградителя установите за ним систематическое наблюдение, по мере необходимости производите переконсервацию.

Транспортировку заградителя производите в упакованном виде.

Заградитель подвешивается на гирлянде изоляторов к порталу подстанции или к опоре. Подвеску подвешивают только за специализированную пластину (серьгу) или болты, смонтированные в верхнюю крестовину. При этом ось реактора должна быть вертикальна по отношению к земле.

Перед установкой заградителя необходимо выполнить следующие действия:

1. Убедитесь в целостности всех узлов и деталей заградителя;

2. Снимите смазку с контактных уголков, гаек и шайб;

3. Проверьте надежность контактов в местах присоединения элемента настройки к верхней и нижней крестовинам;

4. Проверьте надежность присоединения контактов нижней и верхней крестовин к контактным угольникам;

5. Проверьте затяжку шпилек, с помощью которых провод обмотки силового реактора крепится в планках;

6. Произведите настройку заградителя в соответствии с указаниями в тех. документации на элемент настройки;

7. Доставьте Заградитель к порталу подстанции и убедитесь в его целостности после транспортировки;

8. Установите Заградитель на шинные опоры;

9. Включите заградитель в рассечку ЛЭП путем соединения нижнего и верхнего контактных угольников с соответствующими концами линейного провода.

Высокочастотные заградители имеют маркировку согласно ГОСТ 18620 и ГОСТ 14192

Техническое обслуживание заградителей

Во время профилактических работ и ремонтов, когда участок подстанции на котором установлен заградитель, отключается от сети, рекомендуется очистить заградитель от загрязнения, проверить надежность контактов и затяжку всех креплений, проверить настройку заградителя.

Все работы по техническому обслуживанию заградителей должны производиться в обесточенном состоянии, с соблюдений ПУЭ и ПТБ специально обученным персоналом.

Персонал, обслуживающий заградители, должен быть ознакомлен с настоящими эксплуатационными документами, знать устройство и принцип работы заградителей и его составных элементов, строго выполнять требования техники безопасности и производственных инструкций.

Изготовитель гарантирует соответствие заградителя требованиям технических условий ТУ3414-005-46567792-2000 при соблюдении потребителем условий эксплуатации и хранения, указанными в эксплуатационной документации. Гарантийный срок эксплуатаци и 36 месяцев (со дня отгрузки предприятием-изготовителем).

СВЕДЕНИЯ О СЕРТИФИКАЦИИ

Заградители высокочастотной связи производства ООО «Росэнергосервис» сертифицированы по системе ГОСТ Р ( сертификат соответствия ГОСТ Р № 0204920 от 05.12.2017 ).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ

При оформлении заказа просим указать в тексте заявки основные параметры заказываемых заградителей:

— класс линии электропередач (6-750 кВ)

— номинальный длительный ток* (100-4000 А)

— номинальный кратковременный ток (2,5-63 кА)

— ударный ток (6,4-160 кА)

— индуктивность реактора* (0,1-2,0 мГн)

— величину активной составляющей полного сопротивления (300-1000 Ом)

— климатическое исполнение* (ХЛ1, УХЛ1, Т1)

— тип устройства защиты УЗ (ограничители перенапряжений нелинейные ОПН или разрядники вентильные облегченные РВО);

Приложение А. Основные технические характеристики высокочастотных заградителей

Источник

ВЧ-заградитель

Высокочастотный заградитель — электротехническое устройство, устанавливаемое в разрыв фазного провода линии электропередачи и обладающее высоким сопротивлением на частоте работы канала ВЧ-связи и низким сопротивлением на промышленной частоте (50 Гц).

ВЧ-заградитель представляет собой высокочастотный фильтр, исключающий (ослабляющий) шунтирующее действия шин подстанций и отпаек линии электропередачи на линейный тракт канала ВЧ-связи. Заградитель состоит из силовой катушки индуктивности (силового реактора) с воздушным сердечником (номинальная индуктивность 0,25. 2,0 мГн), подключенного параллельно катушке элемента настройки а также защитного устройства.

Реактор представляет собой алюминиевый (либо медный) провод, навитый на одно-, двух- или трех-обмоточную катушку из изолирующего материала. Элемент настройки позволяет настроить ВЧ-заградитель на разные диапазоны заграждения. Элемент настройки состоит из набора катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов. Защитные устройства предназначены для защиты элемента настройки от перенапряжений. В качестве устройства защиты могут выступать ограничитель перенапряжения или разрядник вентильный.

ВЧ-заградитель подвешивается на гирляндах изоляторов на линейных порталах подстанций и на опорах линий электропередачи. При беспортальном заходе заградитель устанавливается на опорном изоляторе, либо на конденсаторе связи.

Высокочастотные заградители предназначены для:

Высокочастотные заградители используются для создания высокочастотных каналов связи по высоковольтным линиям электропередач (10, 35-750 кВ) для обеспечения передачи сигналов противоаварийной автоматики, релейной защиты, телефонной связи, телемеханики, промодулированных высокой частотой (24-1000 кГц) по фазовому проводу или грозотросу.

Содержание

Технические характеристики

Существуют несколько типов заградителей различающихся по номинальной силе тока, индуктивности и напряжению линий электропередач. Основные технические характеристики приведены в таблице.

Производители

Приведены производители ВЧ-заградителей, допущенных к применению на объектах ОАО «ФСК ЕЭС».

Источник

Для чего нужен высокочастотный заградитель

Высокочастотный заградитель – электротехническое устройство, устанавливаемое в разрыв фазного провода линии электропередачи обладающее высоким сопротивлением на частоте работы канала ВЧ-связи и низким сопротивлением на промышленной частоте в 50 Гц.

Назначение

В процессе эксплуатации высокочастотные заградители выполняют следующие функции:

ВЧ заградитель применяют на высоковольтных линиях электропередач напряжением от 6 до 750 кВ, обеспечивая передачу сигнала противоаварийных автоматических устройств, релейных защитных элементов, телемеханических модулей, посредством фазного провода или грозотроса.

Конструкция

Конструкция имеет следующими элементами:

Принцип работы

Работа этих элементов основана на способности конденсаторов изменять характеристики сопротивления, с учетом частотных параметров пропускаемого через проводник тока. Схема устройства обеспечивает фильтрацию высокочастотного сигнала, отсекая воздействие, выходящее за рамки показателя по допускаемой частоте.

Технические характеристики