مبدأ التشغيل والغرض من قنوات الاتصال HF لخطوط الطاقة عالية الجهد

Link - مجموعة من الأجهزة والوسائط المادية التي تنقل الإشارات. بمساعدة القنوات ، تنتقل الإشارات من مكان إلى آخر ، كما يتم نقلها في الوقت المناسب (عند تخزين المعلومات).

الأجهزة الأكثر شيوعًا التي تتكون منها القناة هي مكبرات الصوت وأنظمة الهوائي والمفاتيح والمرشحات. زوج من الأسلاك ، كبل متحد المحور ، دليل موجي ، وسيط تنتشر فيه الموجات الكهرومغناطيسية غالبًا ما تستخدم كوسيط فيزيائي.

كابل متحد المحور - كبل عالي التردد يكون فيه أحد الموصلات عبارة عن أنبوب مجوف يحيط بالموصل الثاني تمامًا. يقع السلك الداخلي على طول محور الأنبوب تمامًا ، ولهذا السبب يُطلق على الكبل اسم محوري أو متحد المركز. للحفاظ على السلك الداخلي في هذا الوضع ، إما أن يتم ملء الفراغ بين الأسلاك الخارجية والداخلية بالكامل بمادة عازلة ، أو يتم وضع عوازل فردية فوق السلك الداخلي.

نظرًا لأن جميع المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الكبل المحوري تتركز في الفراغ بين الموصلات الخارجية والداخلية ، أي لا توجد مجالات خارجية ، فإن خسائر الإشعاع لا تكاد تذكر. لتقليل الخسائر عند تسخين المعدن ، يمكن تصنيع السلك الداخلي بقطر كبير (سطح السلك الخارجي على أي حال كبير بدرجة كافية).

إذا كان للكابل المحوري أن يكون مرنًا ، فإن الموصل الخارجي يكون على شكل جديلة معدنية مرنة ويكون الكابل مملوءًا بمادة عازلة بلاستيكية.

من حيث تكنولوجيا الاتصال أهم خصائص قنوات الاتصال هي التشوهات التي تتعرض لها الإشارات المرسلة عبرها. يميز بين التشوهات الخطية وغير الخطية. تشويه خطي تتكون من تشوهات التردد والطور ويتم وصفها من خلال الاستجابة العابرة أو ، على نحو مكافئ ، من خلال الكسب المعقد للقناة. تشويه غير خطي تُعطى من خلال التبعيات غير الخطية التي توضح كيف تتغير الإشارة أثناء انتقالها عبر قناة الاتصال.

تتميز قناة الاتصال بمجموعة من الإشارات التي يتم إرسالها عند نهاية الإرسال والإشارات التي يتم استقبالها عند الطرف المستقبل. في حالة ما إذا كانت إشارات إدخال وإخراج القناة عبارة عن وظائف محددة في مجموعة منفصلة من قيم الوسيطة ، يتم استدعاء القناة منفصل... تُستخدم قنوات الاتصال هذه ، على سبيل المثال ، في أنماط التشغيل النبضية للمرسلات ، والبرق والقياس عن بُعد والرادار.

بشكل متواصل تسمى القناة التي تكون إشارات خرجها ودخلها وظائف مستمرة. تستخدم هذه القنوات على نطاق واسع في الاتصالات الهاتفية والبث الإذاعي والتلفزيون.كما تستخدم قنوات الاتصال المنفصلة والمستمرة على نطاق واسع في الأتمتة والميكانيكا عن بعد.

يمكن أن تشترك عدة قنوات مختلفة في نفس الاتصال التقني. في هذه الحالات (على سبيل المثال ، في خطوط الاتصال متعددة القنوات مع إشارات تقسيم التردد أو الوقت) ، يتم دمج القنوات وفصلها باستخدام مفاتيح أو مرشحات خاصة. في بعض الأحيان ، على العكس من ذلك ، تستخدم قناة واحدة عدة خطوط اتصال تقنية.

الاتصالات عالية التردد (اتصالات HF) هي نوع من الاتصالات في الشبكات الكهربائية ، والتي تنص على استخدام خطوط الطاقة عالية الجهد كقنوات اتصال. يتدفق التيار المتردد بتردد 50 هرتز عبر أسلاك خط الطاقة الخاص بـ الشبكات الكهربائية. يكمن جوهر تنظيم الاتصال عالي التردد في أن نفس الأسلاك تُستخدم لإرسال إشارة على الخط ، ولكن بتردد مختلف.

يتراوح مدى التردد لقنوات الاتصال عالية التردد من عشرات إلى مئات كيلوهرتز. يتم تنظيم الاتصالات عالية التردد بين محطتين فرعيتين متجاورتين متصلتين بواسطة خط كهرباء بجهد 35 كيلو فولت وأكثر. ل التيار المتردد بتردد 50 هرتز وصلت إلى أشرطة التوصيل الخاصة بمجموعة المفاتيح الفرعية ، وتستخدم إشارات الاتصال لمجموعات الاتصالات المعنية مثبطات عالية التردد ومكثفات اتصال.

تتميز مصيدة HF بمقاومة تيار صغيرة عند التردد الصناعي ومقاومة عالية عند تردد قنوات الاتصال عالية التردد. مكثف اقتران - على العكس من ذلك: لديه مقاومة عالية عند تردد 50 هرتز ، ومقاومة منخفضة عند تردد قناة الاتصال.هذا يضمن أن تيار 50 هرتز فقط يتدفق إلى حافلات المحطات الفرعية وإشارات التردد العالي فقط إلى مجموعة اتصالات HF.

لاستقبال ومعالجة إشارات الاتصال HF ، يتم تثبيت المرشحات الخاصة وأجهزة إرسال واستقبال الإشارة ومجموعات المعدات التي تؤدي وظائف معينة في كلتا المحطتين الفرعيتين ، حيث يتم تنظيم اتصال HF. أدناه سننظر في الوظائف التي يمكن تنفيذها باستخدام الاتصال عالي التردد.

الوظيفة الأكثر أهمية هي استخدام قناة HF في الأجهزة لحماية الترحيل وأتمتة معدات المحطات الفرعية. تستخدم قناة الاتصال HF لحماية 110 و 220 كيلو فولت من خطوط الطور التفاضلي والحماية الاتجاهية عالية التردد. يتم تثبيت مجموعات الحماية على طرفي خط النقل ، والمتصلين ببعضهما البعض بواسطة قناة اتصال RF. نظرًا لموثوقيتها وسرعتها وانتقائيتها ، يتم استخدام الحماية باستخدام قناة اتصال عالية التردد باعتبارها القناة الرئيسية لكل خط علوي من 110 إلى 220 كيلو فولت.

تسمى قناة إرسال الإشارة لحماية الترحيل لخطوط الطاقة (PTL) بقناة حماية الترحيل ... تستخدم ثلاثة أنواع من حماية HF على نطاق واسع في تقنية حماية المرحل:

• مرشح الاتجاه ،

• جهاز التحكم عن بعد مع حجب HF ،

• المرحلة التفاضلية.

في النوعين الأولين من الحماية ، يتم إرسال إشارة حجب HF مستمرة عبر قناة HF مع دائرة قصر خارجية ، في الحماية التفاضلية الطورية ، يتم إرسال نبضات الجهد HF عبر قناة حماية الترحيل. مدة النبضات والإيقاف المؤقت هي نفسها تقريبًا وتساوي نصف فترة تردد العرض.في حالة حدوث ماس كهربائي خارجي ، تعمل أجهزة الإرسال الموجودة على طرفي الخط في دورات نصف مختلفة لتردد الإمداد. يستقبل كل جهاز استقبال إشارات من كلا جهازي الإرسال. نتيجة لذلك ، في حالة حدوث ماس كهربائي خارجي ، يتلقى كلا المستقبلين إشارة حظر مستمرة.

في حالة حدوث ماس كهربائي على الخط المحمي ، يحدث تحول طور لجهود المعالجة وتحدث فترات زمنية عند إيقاف كلا جهازي الإرسال. في هذه الحالة ، يظهر تيار مقاطعة في جهاز الاستقبال ، والذي يستخدم لإنشاء إشارة تعمل على فتح قاطع الدائرة في نهاية الخط المحمي.

عادة ، تعمل أجهزة الإرسال على طرفي الخط على نفس التردد. ومع ذلك ، توجد أحيانًا على خطوط المسافات الطويلة قنوات حماية مرحل بها أجهزة إرسال تعمل على ترددات عالية مختلفة أو بترددات متقاربة (1500-1700 هرتز). العمل على ترددين يجعل من الممكن التخلص من الآثار الضارة للإشارات المنعكسة من الطرف المقابل للخط. تستخدم قنوات الترحيل الواقية قناة RF خاصة (مخصصة).

هناك أيضًا أجهزة تستخدم قناة اتصال عالية التردد لتحديد موقع تلف خط الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام قناة اتصال التردد اللاسلكي لنقل الإشارات المعدات الميكانيكية عن بعدو SCADA و ACS وأنظمة معدات APCS الأخرى ، وبالتالي ، من خلال قناة الاتصال عالية التردد ، من الممكن التحكم في وضع تشغيل معدات المحطة الفرعية ، وكذلك إرسال أوامر للتحكم في المفاتيح والوظائف المختلفة. أجهزة حماية التتابع.

وظيفة أخرى هي وظيفة الهاتف ... يمكن استخدام قناة HF للتفاوض التشغيلي بين المحطات الفرعية المجاورة. في الظروف الحديثة ، لا تكون هذه الوظيفة مناسبة ، نظرًا لوجود طرق أكثر ملاءمة للاتصال بين موظفي الخدمة بالمنشآت ، ولكن يمكن أن تعمل القناة HF كقناة اتصال احتياطية في حالة الطوارئ ، عندما لا يكون هناك نقال أو الاتصالات الهاتفية الأرضية.

قناة اتصال خط الطاقة - قناة تُستخدم لنقل الإشارات في نطاق 300 إلى 500 كيلوهرتز. يتم استخدام مخططات مختلفة لتشغيل معدات قناة الاتصال. إلى جانب دائرة الطور الأرضي (الشكل 1) ، وهي الأكثر شيوعًا نظرًا لاقتصادها ، يتم استخدام الدوائر التالية: المرحلة ، المرحلة الثانية ، المرحلة الثانية ، المرحلة الثانية ، الأرض ثلاثية الطور ، طور من خطوط مختلفة. المصيدة عالية التردد ، ومكثف اقتران ، ومرشح اقتران المستخدمة في هذه الدوائر هي معدات معالجة خطوط الطاقة لتنظيم قنوات الاتصال عالية التردد على طول أسلاكها.

أرز. 1. مخطط كتلة لقناة اتصال بسيطة عبر خط نقل طاقة بين محطتين فرعيتين متجاورتين: 1 - مصيدة HF ؛ 2 - مكثف اقتران ؛ 3 - مرشح توصيل ؛ 4 - كابل HF ؛ 5 - الجهاز TU - TS ؛ ج - مجسات القياس عن بعد. 7 - أجهزة استقبال القياس عن بعد ؛ 8 - أجهزة حماية المرحل و / أو التشغيل الآلي عن بعد ؛ 9 - لوحة مفاتيح الهاتف الأوتوماتيكية ؛ 10 - مشترك ATS ؛ 11- المشتركون المباشرون.

المعالجة الخطية ضرورية للحصول على قناة اتصال مستقرة. إن توهين قناة HF من خلال خطوط الطاقة المعاد تصميمها يكاد يكون مستقلاً عن مخطط تبديل الخط.في حالة عدم وجود معالجة ، سيتم قطع الاتصال عندما يتم قطع أو تأريض طرفي خط النقل. من أهم مشاكل الاتصال على خطوط الكهرباء قلة الترددات بسبب انخفاض الجهد بين الخطوط التي يتم توصيلها من خلال قضبان التوصيل بالمحطة الفرعية.

يمكن استخدام قنوات HF للتواصل مع أطقم العمل في الموقع لإصلاح خطوط الطاقة التالفة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها في التركيبات الكهربائية. تستخدم أجهزة إرسال محمولة خاصة لهذا الغرض.

يتم استخدام المعدات عالية التردد التالية الموصولة بخط الطاقة المحول:

• المعدات المدمجة للميكانيكا عن بعد والأتمتة وحماية المرحلات وقنوات الهاتف ؛

• معدات متخصصة لأي من الوظائف المذكورة ؛

• معدات اتصالات بعيدة المدى متصلة بخط الطاقة من خلال جهاز التوصيل مباشرة أو بمساعدة وحدات إضافية لتحويل التردد وزيادة مستوى النقل ؛

• معدات التحكم في النبضات الخطية.