高壓電力線高頻通信信道的工作原理和用途

鏈路——一組傳輸信號的設備和物理媒體。借助通道，信號從一個地方傳輸到另一個地方，並及時傳遞（存儲信息時）。

構成信道的最常見設備是放大器、天線系統、開關和濾波器。一對電線、同軸電纜、波導、電磁波在其中傳播的介質經常被用作物理介質。

同軸電纜 — 一種高頻電纜，其中一根導體是完全包圍第二根導體的空心管。內線恰好位於管道的軸線上，這就是電纜被稱為同軸或同心電纜的原因。為了將內線保持在這個位置，外線和內線之間的空間完全充滿絕緣材料，或者將單獨的絕緣體放置在內線上方。

由於在同軸電纜中，所有電場和磁場都集中在外導體和內導體之間的空間，即沒有外場，輻射損耗可以忽略不計。為了減少加熱金屬時的損失，可以將內線製成大直徑（無論如何外線的表面都足夠大）。

如果同軸電纜是柔性的，則其外導體以柔性金屬編織物的形式製成，電纜內填充塑料絕緣材料。

在通信技術方面 通信信道最重要的特徵是通過它傳輸的信號會受到失真。 區分線性和非線性失真。 線性失真 由頻率和相位失真組成，由瞬態響應或等效地由通道的複增益描述。 非線性失真 由非線性相關性給出，顯示信號在通過通信信道時如何變化。

通信信道的特徵在於在發送端發送的信號和在接收端接收的信號的集合。 如果通道輸入和輸出信號是在一組離散參數值上定義的函數，則通道稱為 分離……例如，此類通信信道用於發射機的脈衝操作模式、電報、遙測和雷達。

不斷地 稱為通道，其輸出和輸入信號是連續函數。此類頻道廣泛用於電話、無線電廣播、電視。離散和連續的通信信道也被廣泛使用 在自動化和遠程機械.

幾個不同的渠道可以共享相同的技術連接。在這些情況下（例如，在具有頻分或時分信號的多通道通信線路中），使用特殊開關或濾波器組合和斷開通道。有時，相反，一個渠道使用多個技術通信線路。

高頻通信（HF通信）是電氣網絡中的一種通信方式，它規定使用高壓電力線作為通信通道。頻率為50赫茲的交流電流過電力線的電線。電網。高頻通信的組織本質是在線路上使用相同的電線作為信號傳輸，但頻率不同。

HF 通信信道的頻率範圍為數十至數百 kHz。在兩個相鄰的變電站之間組織高頻通信，這兩個變電站由電壓為 35 kV 或更高的電力線連接。到 頻率為 50 Hz 的交流電 到達變電站開關櫃母線，到各通訊組的通訊信號採用高頻抑制器和通訊電容器。

高頻陷波器在工業頻率下的電流電阻小，在高頻通信信道頻率下的電阻大。耦合電容器 - 相反：它在 50 Hz 的頻率下具有高電阻，在通信信道的頻率下具有低電阻。這確保只有 50 Hz 的電流流向變電站總線，並且只有高頻信號流向 HF 通信裝置。

為了接收和處理 HF 通信信號，兩個變電站都安裝了特殊濾波器、信號收發器和執行某些功能的成套設備，在它們之間組織了 HF 通信。下面我們將考慮使用 HF 通信可以實現哪些功能。

最重要的功能是在變電站設備的繼電保護和自動化設備中使用高頻通道。高頻通信通道用於110、220kV線路保護——相差保護和方向性高頻保護。保護裝置安裝在傳輸線的兩端，它們通過射頻通信通道互連。由於其可靠性、速度和選擇性，使用 HF 通信通道的保護被用作每條 110-220 kV 架空線路的主要保護。

電力線路繼電保護（PTL）的信號傳輸通道稱為繼電保護通道... 繼電保護技術中應用最廣泛的三種高頻保護：

• 定向濾波器，

• 帶 HF 阻斷功能的遙控器，

• 微分相。

在前兩種保護中，連續的高頻閉鎖信號通過外部短路的高頻通道傳輸，在相位差動保護中，高頻電壓脈衝通過繼電保護通道傳輸。脈沖和暫停的持續時間大致相同，等於電源頻率週期的一半。在發生外部短路的情況下，位於線路兩端的發射器以供電頻率的不同半週期工作。每個接收器接收來自兩個發射器的信號。因此，在外部短路的情況下，兩個接收器都會收到連續的阻斷信號。

在受保護線路發生短路的情況下，操作電壓會發生相移，並且當兩個發射器都停止時會出現時間間隔。在這種情況下，中斷電流出現在接收器中，該電流用於創建一個信號，用於打開受保護線路那一端的斷路器。

通常情況下，線路兩端的發射機工作在相同的頻率上。然而，在長途線路上，有時會有繼電保護通道，其發射器以不同的 HF 或間隔很近的頻率 (1500-1700 Hz) 運行。在兩個頻率上工作可以消除從線路另一端反射的信號的有害影響。保護性繼電器通道使用特殊（專用）射頻通道。

還有一些設備使用高頻通信信道來確定電力線損壞的位置。此外，射頻通信通道可用於傳輸信號 遠程機械設備、SCADA、ACS等APCS設備系統。因此，通過高頻通信通道，可以控制變電站設備的運行方式，以及傳輸命令控制開關和各種功能。 繼電保護裝置.

另一個功能是電話功能……高頻信道可用於相鄰變電站之間的操作協商。在現代條件下，此功能無關緊要，因為設施服務人員之間有更方便的通信方式，但 HF 信道可以在緊急情況下用作備用通信信道，此時沒有移動設備或座機電話溝通。

電力線通信信道——用於傳輸 300 至 500 kHz 範圍內信號的信道。不同的方案用於開啟通信信道的設備。除了由於經濟性而最常見的相地電路（圖 1）外，還使用了以下電路：相-相、相-兩相、兩相-地、三相-地, 不同線路的相-相。這些電路中使用的高頻陷波器、耦合電容器和耦合濾波器是電力線處理設備，用於沿其線路組織高頻通信通道。

米。 1. 兩個相鄰變電站之間通過電力傳輸線的簡單通信信道框圖： 1 - HF 陷波器； 2——耦合電容； 3——連接過濾器； 4 — 高頻電纜； 5 — 設備 TU — TS； c——遙測傳感器； 7 — 遙測接收器； 8 — 繼電保護和/或遠程自動化裝置； 9——自動電話總機； 10 — ATS 用戶； 11 — 直接訂閱者。

線性處理對於獲得穩定的通信信道是必要的。通過重新設計的電源線對 HF 信道的衰減幾乎與線路切換方案無關。在沒有處理的情況下，當傳輸線的末端斷開或接地時，通信將中斷。電力線上通信最重要的問題之一是由於通過變電站母線連接的線路之間的電壓較低而導致頻率不足。

HF 頻道可用於與現場工作人員進行通信，以修復損壞的電力線和排除電氣安裝故障。特殊的便攜式發射器用於此目的。

使用以下連接到轉換電源線的 HF 設備：

• 遠程機械、自動化、繼電保護和電話通道的組合設備；

• 用於任何所列功能的專用設備；

• 通過連接裝置直接或借助附加單元來改變頻率和提高傳輸電平的遠距離通信設備連接到電力線；

• 線路脈衝控制設備。