Virtuelles Computermuseum. Kontrollraum des Verteilnetzbereichs - Hochfrequenz-Kommunikationskanäle über Stromleitungen

Hochfrequenz-Kommunikationsgeräte mit digitaler Signalverarbeitung (ADC) wurden von RADIS Ltd, Zelenograd (Moskau) in Übereinstimmung mit den von der CDU der UES of Russia* genehmigten Bedingungen entwickelt. AVC wurde im Juli 2003 von der interministeriellen Kommission der JSC FGC UES akzeptiert und für die Produktion empfohlen, es verfügt über ein Zertifikat des staatlichen Standards Russlands. Das Gerät wird seit 2004 von RADIS Ltd hergestellt.
* Derzeit JSC SO-CDU UES.

Zweck und Möglichkeiten

Das ATC ist für die Organisation von 1, 2, 3 oder 4 Kanälen für Telefonkommunikation, telemechanische Informationen und Datenübertragung über eine 35-500-kV-Übertragungsleitung zwischen der Leitstelle eines Bezirks oder eines Elektrizitätsnetzunternehmens und Umspannwerken oder anderen dafür erforderlichen Objekten ausgelegt Dispatching und technologische Steuerung in Energiesystemen .

In jedem Kanal kann eine Telefonkommunikation mit der Möglichkeit organisiert werden, telemechanische Informationen im Obertonspektrum durch eingebaute oder externe Modems oder Datenübertragung durch ein eingebautes oder externes Benutzermodem zu übertragen.

AVC-Modifikationen

Kombinierte Variante

Terminal AVC-S

Ausführung

Der ADC verwendet in großem Umfang Methoden und Mittel der digitalen Signalverarbeitung, wodurch die Genauigkeit, Stabilität, Herstellbarkeit und hohe Zuverlässigkeit der Geräte gewährleistet werden können. Der AM-OBP-Modulator/Demodulator, Transmultiplexer, adaptive Entzerrer, eingebaute Telemechanikmodems und Servicemodems von Steuersignalen, die im ATC enthalten sind, werden unter Verwendung von Signalprozessoren, FPGAs und Mikrocontrollern hergestellt, und auf der Grundlage von werden Telefonautomatisierung und eine Steuereinheit implementiert Mikrocontroller. Als eingebautes Modem für die Datenübertragung im Kanal wird ein STF/CF519C Modem von Analytik verwendet.

Technische Eigenschaften

Anzahl der Kanäle	4, 3, 2 oder 1
Betriebsfrequenzbereich	36-1000 kHz
Nennbandbreite einer Senderichtung (Empfang):
- für Einkanal	4kHz
- für Zweikanal	8kHz
- für Dreikanal	12kHz
	16kHz
Minimaler Frequenzabstand zwischen den Rändern des nominellen Sende- und Empfangsbands:
- für Ein- und Zweikanal	8kHz (bis 500 kHz)
- für Dreikanal	12kHz (bis 500 kHz)
- für Vierkanalgeräte	16kHz (bis 500 kHz)
- Ein-, Zwei-, Drei- und Vierkanalgeräte	16kHz (im Bereich 500 bis 1000 kHz)
Maximale Senderspitzenleistung	40 W
Empfangsempfindlichkeit	-25 dBm
Empfangspfadselektivität	erfüllt die Anforderungen der IEC 495
AGC-Einstellbereich des Empfängers	40dB
Anzahl der eingebauten Fernsteuerungsmodems (Geschwindigkeit 200, 600 Baud) in jedem Kanal
- bei 200 Baud	2
- bei 600 Baud	1
Anzahl der angeschlossenen externen Telemechanik-Modems in jedem Kanal	Nicht mehr als 2
Anzahl der eingebauten Datenmodems (Geschwindigkeit bis zu 24,4 kbps)	Bis zu 4
Anzahl der angeschlossenen externen Modems zur Datenübertragung	Bis zu 4
Nennimpedanz für HF-Ausgang
- unausgeglichen	75 Ohm
- ausgeglichen	150 Ohm
Betriebstemperaturbereich	0…+45°С
Ernährung	220V, 50Hz

Notiz: Bei einem symmetrischen Ausgang kann der Mittelpunkt direkt oder über einen 75-Ohm-10-W-Widerstand mit Masse verbunden werden.

Kurzbeschreibung

Das AVC-LF-Terminal wird im Kontrollraum installiert, und das AVC-HF-Terminal wird in der Referenz- oder Knotenstation installiert. Die Kommunikation zwischen ihnen erfolgt über zwei Telefonpaare. Von jedem Kommunikationskanal belegte Frequenzbänder:

Die Überlappungsdämpfung zwischen den Anschlüssen AVC-LF und AVC-HF beträgt nicht mehr als 20 dB bei der maximalen Kanalfrequenz (charakteristische Impedanz der Kommunikationsleitung beträgt 150 Ohm).

Die effektive Bandbreite jedes Kanals im ADC beträgt 0,3-3,4 kHz und kann verwendet werden:

Telemechanik-Signale werden über eingebaute Modems (zwei für 200 Baud, Durchschnittsfrequenz 2,72 und 3,22 kHz, oder eines für 600 Baud, Durchschnittsfrequenz 3 kHz) oder externe Benutzermodems übertragen.
Die Datenübertragung erfolgt über das eingebaute Modem STF/CF519C (je nach Leitungsparameter kann die Geschwindigkeit bis zu 24,4 kbps erreichen) oder über ein externes Benutzermodem. Dadurch ist es möglich, bis zu 4 Kanäle des Maschine-zu-Maschine-Austausches zu organisieren.
Im Empfangspfad des AVC-LF (AVC-S) ist eine halbautomatische Korrektur des Frequenzgangs der Restdämpfung jedes Kanals vorgesehen.
Jeder Telefonkanal des ATC kann den Kompander einschalten.

Telefonautomatisierungszelle	AVC-LF (AVC-S) enthält eingebaute Geräte für die automatische Verbindung von Teilnehmern (Telefonautomatisierung), die den Anschluss von Folgendem ermöglichen:
Wird der Kanal zur Datenübertragung genutzt, so wird die Telefonautomatisierungszelle durch die eingebaute Modemzelle STF/CF519C ersetzt.	STF/CF519C Modemzelle

AVC-LF und AVC-S verfügen über eine Steuereinheit, die unter Verwendung eines Servicemodems für jeden Kanal (Übertragungsrate 100 Baud, Durchschnittsfrequenz 3,6 kHz) Befehle überträgt und kontinuierlich das Vorhandensein einer Kommunikation zwischen lokalen und entfernten Terminals überwacht. Bei Kommunikationsverlust ertönt ein akustisches Signal und die Kontakte des externen Alarmrelais werden geschlossen. Im nichtflüchtigen Speicher des Geräts wird ein Ereignisprotokoll (Ein-/Ausschalten und Bereitschaft des Geräts, „Verschwinden“ des Kommunikationskanals usw.) für 512 Einträge geführt.

Die erforderlichen AVC-Modi werden über ein Fernbedienungspanel oder einen externen Computer eingestellt, der über die RS-232-Schnittstelle mit der Steuereinheit verbunden ist. Mit der Fernbedienung können Sie das Pegeldiagramm und die Eigenschaften der Restdämpfung des Kanals entfernen, die erforderliche Korrektur des Frequenzgangs durchführen und den Grad der charakteristischen Verzerrungen der eingebauten Telemechanik-Modems bewerten.

Die Betriebsfrequenz des Geräts kann vom Benutzer innerhalb eines der Unterbereiche neu konfiguriert werden: 36-125, 125-500 und 500-1000 kHz. Abstimmschritt - 1 kHz .

Schemata zur Organisation von Kommunikationskanälen

Neben dem direkten Kommunikationskanal ("Punkt-zu-Punkt") sind komplexere Schemata zum Organisieren von Kommunikationskanälen (vom "Stern"-Typ) zwischen den ATC-Halbsätzen möglich. Mit einem zweikanaligen Dispatcher-Halbset können Sie also die Kommunikation mit zwei einkanaligen Halbsets organisieren, die an kontrollierten Punkten installiert sind, und einem vierkanaligen - mit zwei zweikanaligen oder vier einkanaligen Halbsets.

Andere ähnliche Kosind ebenfalls möglich. Mit Hilfe eines zusätzlichen ADC-HF-Terminals bietet das Gerät die Organisation einer Vierdrahtübertragung ohne Kanalwahl.

Darüber hinaus können folgende Optionen bereitgestellt werden:

	Wenn Sie nur das AVC-HF-Terminal verwenden, wird die Arbeit in Verbindung mit einem externen Modem mit einer Bandbreite von 4, 8, 12 oder 16 kHz im Nennfrequenzbereich von 0 bis 80 kHz organisiert, wodurch Sie eine digitale Hochfrequenzkommunikation erstellen können Komplexe. Beispielsweise ist es auf der Basis des AVC-HF-Terminals und der M-ASP-PG-LEP-Modems von Zelaks möglich, die Kommunikation mit einer Datenübertragungsrate von bis zu 80 kbps in einem 12-kHz-Band und bis zu 24 kbps zu organisieren in einem 4-kHz-Band.
	Im Nennband von 16 kHz sind im ATC zwei Kanäle organisiert, nämlich der 1. mit einem 4-kHz-Band für die Telefonkommunikation und der 2. mit einem 12-kHz-Band für die Datenübertragung durch Endgeräte.
	Der Betrieb von bis zu vier Einkanal-Teilnehmer-ATC-Halbgeräten wird an kontrollierten Punkten mit einem Einkanal-Dispatcher-ATC-Halbgerät organisiert. Mit einer Telefonkanalbandbreite von 0,3-2,4 kHz stellt die Ausrüstung einen Duplex-Kommunikationskanal für den Austausch telemechanischer Informationen mit einer Rate von 100 Baud zwischen dem Kontrollraum und jedem Halbgerät am kontrollierten Punkt bereit. Bei Verwendung externer Modems mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 Baud ist nur ein zyklischer oder sporadischer Austausch telemechanischer Informationen zwischen Dispatcher und Teilnehmer-Halbgeräten möglich.

Gewichts- und Größenparameter der Ausrüstung

Name	Tiefe, mm		Höhe, mm

Installation

Die Geräte können in einem Rack (bis zu mehreren vertikalen Reihen), in einem 19-Zoll-Rack oder an einer Wand montiert werden. Alle Kabel für externe Anschlüsse werden von vorne angeschlossen. Auf gesonderte Bestellung wird ein Zwischenklemmenblock zum Anschluss von Kabeln mitgeliefert.

Umweltbedingungen

AVC ist für den Dauerbetrieb rund um die Uhr unter stationären Bedingungen, in geschlossenen Räumen ohne ständige Betreuer bei Temperaturen von 0 bis + 45 ° C und relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 85% ausgelegt. Die Leistungsfähigkeit der Geräte bleibt bei einer Umgebungstemperatur von bis zu -25 °C erhalten.

Die Kommunikation über Stromleitungen ist wieder zu einem aktiv diskutierten Thema auf verschiedenen wissenschaftlichen Ebenen und in der Presse geworden. Diese Technologie hat in den letzten Jahren viele Höhen und Tiefen erlebt. Viele Artikel mit widersprüchlichen Ansichten (Schlussfolgerungen) wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht. Manche Experten bezeichnen die Übertragung von Daten über elektrische Netze als aussterbende Technologie, andere sagen eine große Zukunft in Mittel- und Niederspannungsnetzen, beispielsweise in Büros und Wohngebäuden, voraus.

Die Technologie, die heute als HF-Kommunikation über Stromleitungen bezeichnet wird, umfasst tatsächlich mehrere unterschiedliche und voneinander unabhängige Bereiche und Anwendungen. Dies ist einerseits die schmalbandige Punkt-zu-Punkt-Übertragung über Hochspannungsleitungen (35-750 kV) und andererseits die breitbandige netzweite Datenübertragung (BPL - Broadband Power Line) im Medium und Niederspannungsnetze (0,4-35 kV ).

Auf beiden Gebieten ist Siemens Vorreiter. Die ersten HF-Systeme an Hochspannungsleitungen von Siemens wurden bereits 1926 in Irland implementiert.

Die Attraktivität dieser Technologie für Energieversorgungsnetzbetreiber liegt darin, dass die eigene Stromnetzinfrastruktur zur Übertragung von Informationssignalen genutzt wird. Damit ist die Technik nicht nur sehr wirtschaftlich – es fallen keine laufenden Kosten für die Aufrechterhaltung von Kommunikationskanälen an –, sondern ermöglicht Energieversorgungsunternehmen auch die Unabhängigkeit von Kommunikationsdienstleistern, was gerade in Notfällen wichtig ist und sogar gesetzlich vorgeschrieben ist in vielen Ländern. Die HF-Kommunikation ist eine universelle technologische Lösung sowohl für Unternehmen, die sich mit der Übertragung und Verteilung von Elektrizität befassen, als auch für Unternehmen, die sich auf die Bereitstellung von Dienstleistungen für die Bevölkerung konzentrieren.

HF-Kommunikation in Hochspannungsnetzen (35-750 kV)

Während der rasanten Entwicklung der Informationstechnologie (1990er Jahre) investierten Energieversorger in Industrieländern erheblich in die Verlegung optischer Kommunikationsleitungen (FOCL) über Hochspannungsfreileitungen in der Hoffnung, sich einen profitablen Anteil am überhitzten Telekommunikationsmarkt zu sichern. Zu dieser Zeit wurde die gute alte HF-Technologie erneut beerdigt. Dann platzte die aufgeblähte Informationstechnologie-Blase, und es gab in vielen Regionen Ernüchterung. Und gerade in Energienetzen wurde die Verlegung optischer Leitungen aus wirtschaftlichen Gründen eingestellt und die Technik der Hochfrequenzkommunikation über Freileitungen erhielt eine neue Bedeutung.

Durch den Einsatz digitaler Technologien in Hochspannungsnetzen sind neue Anforderungen an HF-Systeme entstanden.

Derzeit werden Daten und Sprache über schnelle digitale Kanäle übertragen, und Signale und Daten von Schutzsystemen werden gleichzeitig (parallel) über Hochfrequenzleitungen und digitale Kanäle (FOCL) übertragen, wodurch eine zuverlässige Redundanz entsteht (siehe nächster Abschnitt).

Auf Netzabzweigungen und langen Abschnitten von Stromleitungen ist der Einsatz von FOCL wirtschaftlich nicht sinnvoll. Hier bietet die HF-Technologie eine kostengünstige Alternative für die Übertragung von Sprache, Daten und Signalen - Befehle von RZ und PA (RP - Relaisschutz, PA - Notfallautomatik) Bild 1.

Durch die rasante Entwicklung von energietechnischen Automatisierungssystemen und digitalen Breitbandnetzen auf Fernleitungen haben sich die Anforderungen an moderne HF-Kommunikationssysteme verändert.

Heute werden HF-Netze als ein System angesehen, das Schutzdaten zuverlässig überträgt und eine transparente, benutzerfreundliche Schnittstelle für Daten und Sprache von breitbandigen digitalen Netzen zum Endbenutzer mit einer viel höheren Bandbreite als herkömmliche analoge Systeme bereitstellt. Aus heutiger Sicht kann ein hoher Durchsatz nur durch eine Erhöhung der Bandbreite erreicht werden. Was früher mangels freier Frequenzen nicht möglich war, wird heute durch den flächendeckenden Einsatz optischer Leitungen realisiert. Daher werden HF-Systeme stark nur auf Netzspuren verwendet. Es gibt auch Optionen, wenn getrennte Netzabschnitte mit FOCL zusammengeschaltet werden, was die Nutzung der gleichen Betriebsfrequenzen viel häufiger erlaubt als bei integrierten HF-Kommunikationssystemen.

In modernen digitalen HF-Systemen kann die Informationsdichte durch schnelle Signalprozessoren und digitale Modulationsverfahren gegenüber analogen Systemen von 0,3 auf 8 bps/Hz gesteigert werden. Somit kann bei einer Bandbreite von 8 kHz in jeder Richtung (Empfangen und Senden) eine Geschwindigkeit von 64 kbit/s erreicht werden.

Im Jahr 2005 führte Siemens ein neues digitales Hochfrequenz-Kommunikationsgerät „PowerLink“ ein und bestätigte damit seine führende Position auf diesem Gebiet. PowerLink-Geräte sind auch für den Einsatz in Russland zertifiziert. Mit PowerLink hat Siemens eine Multi-Service-Plattform geschaffen, die sowohl für analoge als auch für digitale Anwendungen geeignet ist Bild 2.

Im Folgenden sind die einzigartigen Merkmale dieses Systems aufgeführt

Optimale Nutzung der zugeteilten Frequenz: Die besten HF-Kommunikationsgeräte können Daten mit einer Rate von 64 kbps oder weniger übertragen, während PowerLink diese Zahl von 76,8 kbps hat und eine Bandbreite von 8 kHz belegt.

Weitere Sprachkanäle: Eine weitere im PowerLink-System implementierte Siemens-Innovation ist die Fähigkeit, 3 analoge Sprachkanäle mit 8 kHz anstelle von 2 Kanälen in herkömmlichen Geräten zu übertragen.

Videoüberwachung: PowerLink ist das erste HF-Kommunikationssystem, mit dem Sie ein Videoüberwachungssignal übertragen können.

AXC (Automatic Crasstalk Canceller) Automatische Übersprechunterdrückung: In der Vergangenheit erforderten eng benachbarte Empfangs- und Sendebänder eine komplexe HF-Abstimmung, um die Auswirkungen eines Senders auf seinen Empfänger zu minimieren. Der patentierte AXC-Block hat den aufwändigen Hybridaufbau und entsprechende Module ersetzt und die Sende- und Empfangsqualität verbessert.

OSA (Optimized Sub channel Allocation) Optimale Verteilung der Subkanäle: Eine weitere von Siemens patentierte Lösung garantiert eine optimale Ressourcenzuteilung bei der Konfiguration von Diensten (Sprache, Daten, Sicherheitssignalisierung) in einem dedizierten Frequenzband. Dadurch erhöht sich die Gesamtübertragungskapazität um bis zu 50 %.

Erhöhte Flexibilität: um investitionssicherheit und zukunftsnutzung zu gewährleisten, hat siemens das „ease-up!“ implementiert. für einfache und zuverlässige Updates.

Multifunktionale Ausstattung: Wenn Sie ein Projekt auf der Basis von PowerLink-Kombigeräten durchführen, können Sie die Beschränkungen herkömmlicher Endgeräte bei der Frequenzplanung vergessen. Mit PowerLink können Sie ein HF-Kommunikationssystem mit einem vollständigen Satz von Diensten (Sprache, Daten, PA und PA-Signale) in der verfügbaren Bandbreite entwerfen. Ein PowerLink-Kit kann drei (3) herkömmliche analoge Systeme ersetzen Abbildung 3.

Datenübertragung von Sicherheitssystemen

Die HF-Kommunikationstechnik spielt nach wie vor eine wichtige Rolle im Bereich der Datenübertragung von Schutzsystemen. Auf Haupt- und Hochspannungsleitungen mit Spannungen über 330 kV werden üblicherweise duale Schutzsysteme mit unterschiedlichen Messverfahren eingesetzt (z. B. Differentialschutz und Distanzschutz). Schutzsystemdaten verwenden auch verschiedene Übertragungsmethoden, um vollständige Redundanz bereitzustellen, einschließlich Kommunikationskanälen. Typische Kommunikationskanäle sind dabei eine Kombination aus digitalen Kanälen über optische Leitungen für Differentialschutzdaten und analogen HF-Kanälen zur Übertragung von Distanzschutz-Befehlssignalen. Für die Übertragung von Sicherheitssignalen ist die HF-Technologie der zuverlässigste Kanal. Die HF-Kommunikation ist ein zuverlässigerer Datenübertragungskanal als andere, selbst optische Leitungen können diese Qualität nach langer Zeit nicht mehr liefern. Außerhalb von Amtsleitungen und an Netzabschlüssen wird die HF-Kommunikation oft zum einzigen Kanal für die Datenübertragung von Schutzsystemen.

Das bewährte System SWT 3000 von Siemens (Bild 4) ist eine innovative Lösung zur Übertragung von Relaisschutzrelaisbefehlen mit der geforderten maximalen Zuverlässigkeit bei gleichzeitig minimaler Befehlsübertragungszeit in analogen und digitalen Kommunikationsnetzen.

Langjährige Erfahrung im Bereich der Übertragung von Schutzsignalen hat zur Schaffung eines einzigartigen Systems geführt. Dank einer komplexen Kombination aus digitalen Filtern und digitalen Signalverarbeitungssystemen ist es gelungen, den Einfluss von Impulsrauschen, der stärksten Störung in analogen Kommunikationskanälen, so weit zu unterdrücken, dass auch unter schwierigen realen Bedingungen eine zuverlässige Übertragung von Befehlen erfolgt RP und PA wird erreicht. Alle bekannten Direktauslöse- oder Freigabebetriebsarten mit individuellen Timern und koordinierter oder unkoordinierter Übertragung werden unterstützt. Die Wahl der Betriebsarten erfolgt per Software. Auf der gleichen SWT 3000-Hardwareplattform können für russische Stromnetze spezifische Anti-Notfall-Automatisierungsfunktionen implementiert werden.

Bei Verwendung digitaler Schnittstellen erfolgt die Geräteidentifikation über die Adresse. Auf diese Weise ist es möglich, ein versehentliches Verbinden anderer Geräte über digitale Netzwerke zu verhindern.

Das flexible Zwei-in-Eins-Konzept ermöglicht den Einsatz des SWT 3000 in allen verfügbaren Kommunikationskanälen – Kupferkabel, Hochspannungsleitungen, optische Leitungen oder digital in beliebiger Kombination Bild 5:

• digital + analog auf einer Plattform;
• 2 redundante Kanäle in 1 System;
• doppelte Stromversorgung in 1 System;
• 2 Systeme in 1 Umgebung.

Als sehr wirtschaftliche Lösung lässt sich das SWT 3000 in ein PowerLink-HF-System integrieren. Diese Konfiguration bietet die Möglichkeit der doppelten Übertragung – analog über HF-Technologie und digital beispielsweise über SDH.

HF-Kommunikation in Mittel- und Niederspannungsnetzen (Verteilnetze)

Im Gegensatz zur HF-Kommunikation über Hochspannungsleitungen sind HF-Systeme in Mittel- und Niederspannungsnetzen für Punkt-zu-Mehrpunkt-Betriebsarten ausgelegt. Außerdem unterscheiden sich diese Systeme in der Datenübertragungsgeschwindigkeit.

Schmalbandsysteme(Digital Communication Channels DLC) werden seit langem in Stromnetzen zur Fehlerortung, Fernautomatisierung und Übertragung von Messdaten eingesetzt. Übertragungsrate je nach Anwendung von 1,2 kbit/s bis< 100 кбит/с. Передача сигналов в линиях среднего напряжения осуществляется емкостным способом по экрану кабеля среднего напряжения.

Seit dem Jahr 2000 bietet Siemens das digitale Kommunikationssystem DCS3000 erfolgreich auf dem Markt für Kommunikationssysteme an. Ständige Änderungen des Zustands des Stromnetzes, verursacht durch häufiges Schalten oder Zuschalten verschiedener Verbraucher, erfordern die Umsetzung einer komplexen technologischen Aufgabe - einer integrierten Hochleistungs-Signalverarbeitung, eine Implementierung, die erst heute möglich geworden ist.

Der DCS3000 verwendet hochwertige OFDM-Datenübertragungstechnologie - Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Zuverlässige Technik sorgt für eine automatische Anpassung an Veränderungen im Übertragungsnetz. Gleichzeitig werden die übertragenen Informationen in einem bestimmten Bereich optimal auf mehrere Einzelträger aufmoduliert und im CENELEC-standardisierten Bereich für Stromnetze (von 9 bis 148 kHz) übertragen. Unter Einhaltung des zulässigen Frequenzbereichs und der Sendeleistung müssen Änderungen in der Netzkonfiguration sowie netztypische Störungen wie Breitbandrauschen, Impulsrauschen und schmalbandige Störungen überwunden werden. Zusätzlich wird die Datenübertragungsfunktion mit Standardprotokollen zuverlässig unterstützt, indem Datenpakete im Störungsfall wiederholt werden. Das DCS3000-System wurde für die Datenübertragung mit niedriger Geschwindigkeit im Zusammenhang mit elektrischen Diensten im Bereich von 4 kHz bis 24 kHz entwickelt.

Mittelspannungsnetze werden in der Regel in einem offenen Stromkreis betrieben, der einen beidseitigen Zugang zu jeder Transformatorstation ermöglicht.

Das DCS3000-System besteht aus einem Modem, einer Basiseinheit (BU) und induktiven oder kapazitiven Kommunikationsmodulen. Die Kommunikation erfolgt nach dem Master-Slave-Prinzip. Die DCS3000-Hauptbasiseinheit in einer Umspannstation fragt über die DCS3000-Slave-Basiseinheiten periodisch die Daten der angeschlossenen Telemetriegeräte von diesen ab und überträgt sie weiter an die Zentrale DNP3.

Die Ein- und Ausgabe des Informationssignals erfolgt vor oder nach den Schaltanlagen, da der Kabelschirm nur an den Enden des Eingangs geerdet wird, mit einfachen induktiven Verbindungen (CDI). Trennbare Ferritkerne können auf dem Kabelschirm oder auf dem Kabel montiert werden. Abhängig von bestimmten Bedingungen. Es ist nicht erforderlich, die Mittelspannungsleitung während der Installation zu trennen.

Bei anderen Kabeln oder Freileitungen erfolgt die Einspeisung über die Außenleiter mittels kapazitiver Kopplung (CDC). Für unterschiedliche Spannungsebenen bietet Siemens unterschiedliche Anschlüsse für Kabel, Luftverteilung und gasisolierte Systeme.

Das Verteilnetz kann auch mit einer anderen Topologie erstellt werden. Der DCS3000 eignet sich gut für Mittelspannungsnetze mit Linien-, Baum- oder Sterntopologien. Befindet sich zwischen zwei Trafostationen eine geschirmte Leitung mit Schutztransformator, kann diese direkt an das DCS3000 angeschlossen werden. Um einen ständigen Zugriff auf den Kanal zu gewährleisten, ist es wünschenswert, einen logischen Ring zu erstellen. Sollte dies aufgrund der Netzwerktopologie nicht möglich sein, können die beiden Leitungen über das eingebaute Modem zu einem logischen Ring zusammengefasst werden.

Das Siemens DCS3000-System ist das einzige erfolgreich implementierte Kommunikationssystem im Verteilnetz. Unter anderem hat Siemens Kommunikationssysteme in Singapur für das Singapore Power Grid und in Macau für CEM Macao gebaut. Argument für die Umsetzung dieser Projekte war die Möglichkeit, große Ausgaben für den Bau einer neuen Komzu vermeiden. Siemens beliefert Singapur PG seit 25 Jahren mit Equipment für Kommunikationslösungen zur Datenübertragung über geschirmte Leitungen. Im Jahr 2000 erhielt Siemens einen Auftrag über 1.100 DCS3000-Systeme, die von Singapore PG im 6-kV-Verteilnetz zur Automatisierung und Fehlerortung eingesetzt werden. Das Verteilnetz ist hauptsächlich nach dem Ringschema aufgebaut.

CEM Macao betreibt sein Verteilnetz auf nur einer Spannungsebene. Daher sind die Anforderungen hier ähnlich wie bei einem Hochspannungsnetz. An die Zuverlässigkeit des zu erstellenden Kommunikationssystems werden besondere Anforderungen gestellt. Daher wurde das DCS3000-System um redundante Basiseinheiten und redundante Bedienfeldeingänge erweitert. Das Mittelspannungsnetz ist ringförmig aufgebaut und ermöglicht die Datenübertragung in zwei Richtungen. Mehr als 1.000 DCS3000-Systeme sichern seit vielen Jahren den zuverlässigen Betrieb des etablierten Kommunikationsnetzes und bestätigen dessen Leistungsfähigkeit.

In Ägypten wurden Trafostationen nicht mit Fernwartungseingangskanälen ausgestattet. Das Erstellen neuer Verbindungen war kostspielig. Der Einsatz von Funkmodems war prinzipiell möglich, jedoch war die Zahl der verfügbaren Frequenzen für einzelne Trafostationen begrenzt und erhebliche zusätzliche Betriebskosten nicht zu vermeiden. Eine alternative Lösung war das DCS3000-System. Daten von entfernten Telemechanik-Terminals wurden an das Umspannwerk übermittelt. Das übergeordnete Telemechaniksystem sammelte Daten und übermittelte sie per Funk an Datenkonzentratoren, von wo sie wiederum über vorhandene Fernsteuerleitungen an die Leitstelle übermittelt wurden. Für zwei Projekte lieferte Siemens mehr als 850 DCS3000-Systeme an MEEDCO (10 kV) und DELTA (6 kV).

Breitbandsysteme(Broadband Power Line BPL) Nach vielen Jahren weltweiter Pilotinstallationen und zahlreichen kommerziellen Projekten hat sich die zweite Generation der BPL-Technologie zu einer attraktiven Alternative für andere Breitbandzugangsnetze entwickelt.

In Niederspannungsnetzen ermöglicht BPL dem Anbieter, den Breitbandzugang „letzte Meile“ zu Triple-Play-Diensten zu realisieren:

• Highspeed-Internetzugang;
• IP-Telefonie;
• Video.

Benutzer können diese angebotenen Dienste nutzen, indem sie eine Verbindung zu einer beliebigen Steckdose herstellen. Es ist auch möglich, ein lokales Netzwerk im Haus zu organisieren, um Computer und Peripheriegeräte anzuschließen, ohne zusätzliche Kabel zu verlegen.

Für Versorgungsunternehmen wird BPL heute nicht in Betracht gezogen. Der einzige heute verwendete Dienst, die Zählerfernauslesung, verwendet kostengünstige Lösungen wie GSM oder langsame DLC-Systeme. In Kombination mit Breitbanddiensten wird BPL jedoch auch für die Zählerauslesung attraktiv. Aus „Triple Play“ wird also „Quad Play“ (Bild 8).

In einem Mittelspannungsnetz wird BPL für Breitbanddienste als Backhaul zum nächstgelegenen Zugangspunkt des Anbieters verwendet. Für Stadtwerke – derzeit Zählerstandsfernauslesung von ASKUE-Geräten – sind schmalbandige Systeme im Bereich von 9 bis 148 kHz, die von CENELEC für Stadtwerke zugeteilt wurden, ausreichend. Natürlich können Mittelspannungs-BPL-Systeme mit gemischten Diensten ("Shared Channel") sowohl für den Anbieter als auch für den Energieversorger verwendet werden.

Die Bedeutung von BPL wächst, wie die zunehmenden Investitionen in diese Art der Kommunikation durch Energieversorger, Anbieter und die Industrie zeigen. Waren die Hauptakteure auf dem BPL-Markt in der Vergangenheit überwiegend kleine Unternehmen, die sich ausschließlich auf diese Technologie spezialisiert haben, treten heute große Konzerne wie Schneider Electric, Misubishi Electric, Motorola und Siemens in diesen Markt ein. Dies ist ein weiteres Zeichen für die wachsende Bedeutung dieser Technologie. Ein bedeutender Durchbruch ist jedoch aus zwei Hauptgründen noch nicht erfolgt:

1. Fehlende Standardisierung

Die BPL nutzt den Frequenzbereich von 2 bis 40 MHz (bis 80 MHz in den USA), der von verschiedenen Kurzwellendiensten, Behörden und Funkamateuren genutzt wird. Es waren Funkamateure, die in einigen europäischen Ländern eine Kampagne gegen BPL gestartet haben – und dieses Thema wird aktiv diskutiert. Internationale Standardisierungsinstitute, zum Beispiel ETSI, CENELEC, IEEE, entwickeln in speziellen Arbeitsgruppen einen Standard, der die Anwendung von BPL in Mittel- und Niederspannungsnetzen und Verteilnetzen regelt
in Gebäuden und Gewährleistung der Koexistenz mit anderen Diensten.

2. Kosten und Geschäftsmodell

Die Kosten für eine Powerline-Infrastruktur mit Modems, Verbindungsausrüstung und Repeatern sind beispielsweise im Vergleich zur DSL-Technologie immer noch hoch. Die hohen Kosten erklären sich einerseits durch geringe Produktionsmengen und andererseits durch das frühe Entwicklungsstadium dieser Technologie. Bei der Nutzung von Breitbanddiensten muss die BPL-Technologie hinsichtlich Leistung und Kosten mit DSL konkurrenzfähig sein.

In Bezug auf das Geschäftsmodell kann die Rolle der Energieversorger in der Wertschöpfung sehr unterschiedlich sein, vom Verkauf eines Nutzungsrechts bis zur vollständigen Bereitstellung des Dienstleisters. Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen Modellen besteht in der Beteiligungsquote der Versorgungsunternehmen.

Entwicklungstrends der Kommunikationstechnologie

In öffentlichen Telekommunikationsnetzen laufen heute mehr als 90 % des Datenverkehrs über SDH/SONET. Solche fest geschalteten Schaltungen werden heutzutage unwirtschaftlich, da sie auch dann betriebsbereit sind, wenn sie nicht verwendet werden. Zudem hat sich das Marktwachstum deutlich von Sprachanwendungen (TDM) hin zu Datenkommunikation (Paketorientierung) verschoben. Der Übergang von getrennten mobilen und kabelgebundenen Netzwerken, LAN und WAN zu einem einzigen integrierten IP-Netzwerk erfolgt in mehreren Schritten unter Berücksichtigung des bestehenden Netzwerks. In der ersten Stufe wird paketorientierter Datenverkehr in virtuellen Paketen des bestehenden SDH-Netzes übertragen. Dies wird als PoS ("Packet over SDH") oder EoS ("Ethernet over SDH") mit reduzierter Modularität und daher geringerer Bandbreiteneffizienz bezeichnet. Den nächsten Übergang von TDM zu IP bieten heutige NG SDH (Next Generation SDH)-Systeme mit einer bereits für paketorientierte Anwendungen optimierten Multi-Service-Plattform GFP (Common Synchronization Procedure), LCAS (Line Capacity Adjustment Scheme), RPR (Flexible Packet Rings) und andere Anwendungen im SDH-Umfeld.

Diese Entwicklung in der Kommunikationstechnologie hat sich auch auf die Struktur des Stromnetzmanagements ausgewirkt. Traditionell basierte die Kommunikation zwischen Leitstellen und Unterstationen für Überwachungsleit- und Datenerfassungssysteme auf seriellen Protokollen und dedizierten Kanälen, die eine kurze Signallaufzeit bieten und ständig verfügbar sind. Natürlich bieten dedizierte Stromkreise nicht die Flexibilität, die für den Betrieb eines modernen Stromnetzes erforderlich ist. Da kam der Trend zu TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) gerade recht. Die Haupttreiber für den Wechsel von seriell zu IP in Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungssystemen sind:

• Die Verteilung optischer Systeme bietet eine Erhöhung der Bandbreite und Widerstandsfähigkeit gegen elektrische Interferenzen;
• das TCP/IP-Protokoll und verwandte Technologien sind tatsächlich zum Standard für Datennetze geworden;
• das Aufkommen standardisierter Technologien, die die erforderliche Funktionsqualität von Netzwerken mit dem TCP / IP-Protokoll (QoS Quality of Service) bereitstellen.

Diese Technologien sind in der Lage, technische Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der Fähigkeit, schnelle Reaktionszeiten für Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungsanwendungen bereitzustellen, auszuräumen.

Dieser Übergang zu einem TCP/IP-Netzwerk macht es möglich, die Netzwerkverwaltung für Überwachungssteuerung und Datenerfassung in die Gesamtnetzwerkverwaltung zu integrieren.

Konfigurationsänderungen können dann statt zeitaufwändiger Firmware-Updates der jeweiligen Unterstationen per Download von der zentralen Steuereinheit vorgenommen werden. Standards für IP-basierte telemechanische Systeme werden von der globalen Community entwickelt und wurden bereits für die Kommunikation in Umspannwerken freigegeben (IEC61850) Bild 10.

Standards für die Kommunikation zwischen Umspannwerken und der Leitstelle sowie zwischen Umspannwerken selbst befinden sich noch in der Entwicklung. Parallel dazu erfolgt die Übertragung von Sprachanwendungen von TDM auf VoIP, was den Kabelanschluss an Umspannwerken stark vereinfachen wird, da alle Endgeräte und die IP-Telefonie das gleiche lokale Netzwerk nutzen.

In den alten Energieverteilungsnetzen wurden Kommunikationsverbindungen selten hergestellt, da der Automatisierungsgrad gering war und die Erfassung von Zählerdaten selten war. Die Entwicklung der Energienetze der Zukunft erfordert Kommunikationskanäle auf dieser Ebene. Der stetig steigende Verbrauch in Ballungsräumen, die Verknappung von Rohstoffen, der zunehmende Anteil erneuerbarer Energiequellen, die verbrauchernahe Stromerzeugung („dezentrale Erzeugung“) und die zuverlässige Stromverteilung mit geringen Verlusten sind die Hauptfaktoren, die das Management der Netze von morgen bestimmen. Die Kommunikation in AMR soll künftig nicht nur zum Auslesen von Verbrauchsdaten genutzt werden, sondern auch als wechselseitiger Kommunikationskanal zur flexiblen Tarifierung, Anbindung von Gas-, Wasser- und Wärmeversorgungssystemen, Übermittlung von Rechnungen und Erbringung von Zusatzleistungen, wie z als Einbruchmeldeanlagen. Die Bereitstellung von Ethernet-Konnektivität überall und ausreichend Bandbreite vom Steuerungssystem bis zum Verbraucher ist für die Verwaltung des Betriebs zukünftiger Netzwerke von entscheidender Bedeutung.

Fazit

Die Integration von Telekommunikationsdiensten in das Stromnetz erfordert die enge Integration verschiedener Technologien. In einem Stromnetz kommen je nach Topologie und Anforderungen mehrere Kommunikationsarten zum Einsatz.

HF-Kommunikationssysteme über Stromleitungen können eine Lösung für diese Probleme sein. Die Entwicklung der IP-Protokollunterstützung, insbesondere für HF über Hochspannungsleitungen, sorgt für eine deutliche Steigerung des Durchsatzes. Auch Siemens leistet seinen Beitrag zu dieser Entwicklung – es werden bereits Technologien entwickelt, um die Bandbreite und damit die Übertragungsgeschwindigkeit auf 256 kbps zu erhöhen. Die BPL-Technologie ist eine hervorragende Plattform für die Kommunikation in zukünftigen Mittel- und Niederspannungsnetzen, um dem Verbraucher völlig neue Dienste bereitzustellen. Die zukünftigen BPL-Systeme von Siemens bieten eine einzige Hardwareplattform für Schmalband- (CENELEC) und Breitbandanwendungen. In der nächsten Generation von Stromnetzen wird HF einen starken Platz einnehmen und eine ideale Ergänzung zu optischen und drahtlosen Breitbandsystemen darstellen.

Siemens folgt diesem Trend und ist einer der wenigen globalen Hersteller von HF- und Kommunikationsnetzen, der eine einzelne, integrierte Lösung anbietet.

Literatur:

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7. ETZ 5/2000; G. Kling: Power Line Communication Technik für den deregulierten Markt.

Karl Dietrich, Siemens AG,
Abteilung "Übertragung und Verteilung von Elektrizität PTD",
Abteilung von EA4 CS.
Übersetzung: E. A. MALYUTIN.

Das digitale HF-Kommunikationssystem MC04−PLC wurde entwickelt, um Fernsteuerungskanäle (TM), Datenübertragung (PD) und Telefonkanäle (TF) über Hochspannungsleitungen (TL) des 35/110-kV-Verteilungsnetzes zu organisieren. Das Gerät ermöglicht die Datenübertragung über einen Hochfrequenz-(HF)-Kommunikationskanal im 4/8/12-kHz-Band im Frequenzbereich von 16-1000 kHz. Der Anschluss an die Energieübertragungsleitung erfolgt gemäß dem Phase-Erde-Schema über einen Koppelkondensator und einen Verbindungsfilter. Der Anschluss des HF-Abschlusses des Gerätes an den Anschlussfilter ist unsymmetrisch und erfolgt mit einem Koaxialkabel.

Das Gerät wird mit einer beabstandeten und benachbarten Anordnung von Bandbreiten für Empfangs- und Senderichtungen hergestellt.

Funktionalität:

Die Anzahl der HF-Kanäle mit einer Breite von 4 kHz - bis zu 3;
Kanalmodus: analog (Frequenzteilung) und digital (Zeitteilung);
niederfrequente digitale Strommodulation - QAM mit Aufteilung in 88 OFDM-Unterträger;
Modulation des HF-Spektrums - Amplitude mit der Übertragung von einem Seitenband AM OBP;
Anpassen der Bitrate des digitalen Stroms (CPU) an das sich ändernde Signal-Rausch-Verhältnis;
Telefonieschnittstellen: 4-Draht 4W, 2-Draht FXS/FXO;
die Anzahl der Telefoniekanäle in jedem HF-Kanal - bis zu 3;
Umwandlung von ADASE-Signalisierung in Teilnehmersignalisierung FXS/FXO;
Dispatcher- und Teilnehmeranschluss nach ADASE-Protokoll über einen TF-Kanal;
digitale Schnittstellen TM und Datenübertragung: RS232, RS485, Ethernet;
Steuerungs- und Überwachungsschnittstelle - Ethernet;
eingebauter Analysator für Sende- / Empfangspegel des HF-Pfades, Fehlerzähler, Temperatur.
Registrierung von Fehlern und Alarmen im nichtflüchtigen Speicher;
digitale Übertragung - Übertragung von Kanälen an Zwischenstationen ohne Qualitätsverlust;
Monitoring ‒ MC04‒Monitorprogramm: Konfiguration, Setup, Diagnose;
Fernüberwachung und -konfiguration über integrierten RF-Servicekanal;
SNMP-Unterstützung – wenn mit einem S-Port-Netzwerkmodul ausgestattet;
radiale und baumähnliche Schemata zum Überwachen entfernter Halbsets;
Stromversorgung: Netz ~220 V/50 Hz oder Gleichspannung 48/60 V.

Hauptparameter
Betriebsfrequenzbereich 16 - 1000 kHz
Betriebsbandbreite 4/8/12 kHz
Nennspitzenleistung der HF-Hüllkurve 20/40 W
Maximale CPU-Bitrate in 4 kHz (adaptiv) 23,3 kbps
Die AGC-Einstelltiefe mit einer Fehlerrate von nicht mehr als 10–6 beträgt nicht weniger als 40 dB.
Zulässige Leitungsdämpfung (einschließlich Rauschen) 50 dB

Stromverbrauch aus dem Stromnetz 220 V oder 48 V - nicht mehr als 100 W.
Gesamtabmessungen des Blocks – 485*135*215 mm.
Gewicht nicht mehr als 5 kg.

Betriebsbedingungen:

− Umgebungstemperatur von +1 bis + 45°С;
− relative Luftfeuchtigkeit bis 80 % bei einer Temperatur von plus 25 °С;
− atmosphärischer Druck nicht niedriger als 60 kPa (450 mm Hg).

Das Design und die Zusammensetzung der Ausrüstung:

Das digitale dreikanalige HF-Kommunikationssystem MC04-PLC umfasst zwei 19-Zoll-3HE-Blöcke, in denen die folgenden funktionalen und strukturellen Einheiten (Platinen) installiert sind:
IP01 − Netzteil, Netzeingang 220V/50Hz, Ausgang +48V, −48V, ​​+12V;
IP02 − Netzteil, Eingang 36…72V, Ausgang +48V, −48V, ​​​​+12V;
MP02 - Multiplexer von TM-, PD-, TF-Kanälen, G.729-Codec, digitaler Echounterdrücker;
MD02 – CPU-Modulation/Demodulation in ein analoges HF-Signal, Überwachung und Steuerung;
FPRM - linearer Transformator, Dämpfungsglied und 4-Schleifen-Filter PRM, Verstärker PRM;
FPRD – 1/2-Loop-TX-Filter, hochohmige Außerband-TX-Impedanz;
UM02 - Leistungsverstärker, digitale Anzeige der TX-Pegel, Anzeige von Unfällen.
TP01 - Übertragung des Inhalts des HF-Kanals zwischen den Blöcken, wird anstelle der MP02-Karten installiert.

Bestellinformationen

Die Anzahl der MP02-Karten entspricht der Anzahl der auf der MD02-Karte konfigurierten Basis-HF-Kanäle mit einer Bandbreite von 4 kHz - von 1 bis 3. Im Fall der Übertragung eines der HF-Kanäle zwischen Einheiten an einer Zwischenstation, a Transitboard TP01 wird anstelle des MP02-Boards installiert, das Empfang / Übertragung von HF-Inhaltskanälen ohne Umwandlung in analoge Form ermöglicht.
Der Block hat zwei Hauptversionen in Bezug auf die Spitzenleistung der Hüllkurve des HF-Signals:
1P - ein UM02-Verstärker und ein FPRD-Filter installiert, HF-Signalleistung - 20 W;
2P - zwei UM02-Verstärker und zwei FPRD-Filter sind installiert, die HF-Signalleistung beträgt 40 W.

Die Blockbezeichnung beinhaltet:
– Anzahl der beteiligten HF-Kanäle 1/2/3;
– Ausführung entsprechend der Spitzenleistung der Hüllkurve des HF-Signals: 1P – 20 W oder 2P – 40 W;
– Arten von Benutzerschnittstellen für jeden der 3 HF-Kanäle / Karten MP-02 oder Karte TP01;
– Versorgungsspannung des Gerätes – Netz ~220 V oder Gleichspannung 48 V.
Auf der MP-02-Platine befinden sich standardmäßig digitale Schnittstellen RS232 und Ethernet, die in der Blockbezeichnung nicht angegeben sind .

Der dritte

Sekunde

Zuerst

Transformatorschutzschaltung, bei dem es einen Differential- und Gasschutz (DZ) gibt, die beidseitig auf die Transformatorauslösung reagieren, und einen Maximalstromschutz (CZ), der nur einseitig abschalten soll.

Bei der Erstellung eines Schaltplans des Relaisschutzes in zusammengeklappter Form kann die elektrische Verbindung der Auslösekreise zweier Schalter möglicherweise nicht erkannt werden. Aus dem erweiterten Schema (Schema 1) folgt, dass bei einer solchen Verbindung (Querkette) eine falsche Kette unvermeidlich ist. Für Sicherheitsrelais (Schema 2), die auf zwei Leistungsschalter oder ein trennendes Zwischenrelais (Schema 3) wirken, werden zwei Arbeitskontakte benötigt.

Reis. – Transformatorschutzschema: 1 – falsch; 2.3 - richtig

Ungeteilte Hoch- und Niederspannungskreise Transformator.

Abbildung (1) zeigt die Unmöglichkeit, eine der Seiten des Transformators unabhängig voneinander zu trennen, ohne die andere zu trennen.

Dieser Zustand wird durch Einschalten des Zwischenrelais KL behoben.

Reis. – Transformatorschutzsysteme: 1 – falsch; 2 - richtig

Der Schutz des Generators und des Transformators des Blocks im Kraftwerk wirkt wie erforderlich, um den Leistungsschalter und den Feldlöscher durch die trennenden Zwischenrelais KL1 und KL2 auszuschalten, aber die Relais sind an verschiedenen Abschnitten der Energiebusse angeschlossen , dh durch verschiedene Sicherungen.

Der durch die Pfeile gezeigte falsche Stromkreis wurde durch die Sicherungskontrolllampe HL als Ergebnis der durchgebrannten Sicherung FU2 gebildet.

Reis. – Bildung eines falschen Stromkreises, wenn eine Sicherung durchbrennt

1, 2, 3 - betriebsbereite Relaiskontakte

Schemata mit Versorgung von Stromkreisen sekundärer Anschlüsse mit betriebsfähigem Gleich- und Wechselstrom

Bei gut gegen Erde isolierten Stromversorgungspolen hat ein Erdschluss an irgendeiner Stelle des sekundären Anschlusskreises in der Regel keine schädlichen Folgen. Ein zweiter Erdschluss kann jedoch zu Fehlein- oder -ausschaltungen, Fehlalarmen etc. führen. Vorbeugende Maßnahmen können in diesem Fall sein:

a) Meldung des ersten Erdschlusses in einem der Pole; b) zweipolige (zweiseitige) Trennung von Steuerschaltkreiselementen - aufgrund der Komplexität praktisch nicht verwendet.

Bei isolierten Polen (Abb.) Erdung an einem Punkt aber bei geöffneten Schließerkontakten 1 wird noch keine Fehlfunktion der Spule des Befehlsorgans K verursachen, aber sobald ein zweiter Isolationsfehler auf der Erde in dem verzweigten Netz des Pluspols auftritt, ist eine Fehlfunktion des Geräts unvermeidlich, da der Kontakt 1 stellt sich als verschoben heraus. Deshalb ist in Betriebsstromkreisen und vor allem an den Polen der Stromquelle eine Erdschlussmeldung erforderlich.

Reis. – Fehlfunktion des Gerätes beim zweiten Erdschluss

In komplexen Schaltungen mit einer großen Anzahl von in Reihe geschalteten Betriebskontakten erkennt ein solcher Alarm jedoch möglicherweise keinen Erdschluss (Abb.).

Reis. – Ineffizienz der Isolationskontrolle in komplexen Schaltungen

Wenn die Erdung zwischen den Kontakten an der Stelle erscheint aber Signalisierung ist nicht möglich.

In der Praxis, automatische Anlagen mit Schwachstromgeräten (bis zu 60 V) zu betreiben, greifen sie manchmal auf eine absichtliche Erdung eines der Pole zurück, beispielsweise des positiven (er ist staubiger und anfälliger für elektrolytische Phänomene, dh es hat bereits eine geschwächte Isolierung). Dies erleichtert die Erkennung und Beseitigung einer Notfallquelle. In diesem Fall wird empfohlen, die Spule des Steuerstromkreises einseitig mit dem geerdeten Pol zu verbinden.

Alles was über die Versorgung von Schaltungen mit Betriebsgleichstrom gesagt wurde, lässt sich auch bei der Versorgung von Schaltungen mit linearer Spannung auf den Betriebswechselstrom zurückführen. Dabei sind die Wahrscheinlichkeit von Fehlauslösungen (durch kapazitive Ströme) und Resonanzerscheinungen zu berücksichtigen. Da die Bedingungen für einen zuverlässigen Betrieb in diesem Fall schwer vorhersehbar sind, werden manchmal Hilfstrenn-Zwischentransformatoren mit sekundärseitiger Erdung einer der Klemmen verwendet.

Wie aus dem Diagramm ersichtlich, brennt in diesem Fall bei einer Beschädigung der Isolierung gegen Erde an Punkt 2 die Sicherung FU1 durch und ein Erdschluss an Punkt 1 führt nicht zu einer Fehleinschaltung des Schützes K.

Schema zum Schalten von Kondensatoren mit Trenndioden

Die Hochfrequenz(HF)-Kommunikation über Hochspannungsleitungen ist in allen Ländern weit verbreitet. In der Ukraine wird diese Art der Kommunikation in Stromversorgungssystemen häufig verwendet, um Informationen verschiedener Art zu übertragen. Hochfrequenzkanäle werden zur Übertragung von Signalen für den Relaisschutz von Leitungen, Fernabschaltung von Weichen, Fernsignalisierung, Fernsteuerung, Fernsteuerung und Fernmessung, für die Disposition und den administrativen Telefonverkehr sowie für die Datenübertragung verwendet.

Kommunikationskanäle über Stromleitungen sind billiger und zuverlässiger als Kanäle über spezielle Drahtleitungen, da keine Mittel für den Bau und Betrieb der eigentlichen Kommunikationsleitung ausgegeben werden und die Zuverlässigkeit der Stromleitung viel höher ist als die Zuverlässigkeit herkömmlicher Drahtleitungen . Die Implementierung von Hochfrequenzkommunikation über Stromleitungen ist mit Merkmalen verbunden, die in der drahtgebundenen Kommunikation nicht zu finden sind.

Um Kommunikationsgeräte an die Drähte von Stromleitungen anzuschließen, sind spezielle Verarbeitungs- und Verbindungsgeräte erforderlich, um Hochspannung von Schwachstromgeräten zu trennen und einen Pfad zur Übertragung von HF-Signalen zu implementieren (Abb. 1).

Reis. – Anschluss von Hochfrequenz-Kommunikationsgeräten an Hochspannungsleitungen

Eines der Hauptelemente des Schemas zum Anschließen von Kommunikationsgeräten an Stromleitungen ist ein Hochspannungskopplungskondensator. Der an die volle Spannung des Netzes geschaltete Koppelkondensator muss eine ausreichende Spannungsfestigkeit aufweisen. Um den Eingangswiderstand der Leitung und des Anschlussgeräts besser aufeinander abzustimmen, muss die Kapazität des Kondensators groß genug sein. Die heute hergestellten Koppelkondensatoren ermöglichen eine Verbindungskapazität auf Leitungen jeder Spannungsklasse von mindestens 3000 pF, was es ermöglicht, Verbindungsvorrichtungen mit zufriedenstellenden Parametern zu erhalten. Der Koppelkondensator ist mit dem Verbindungsfilter verbunden, das die untere Platte dieses Kondensators für netzfrequente Ströme erdet. Für Hochfrequenzströme passt das Verbindungsfilter zusammen mit dem Koppelkondensator den Widerstand des Hochfrequenzkabels an die Eingangsimpedanz der Stromleitung an und bildet ein Filter zum Übertragen von Hochfrequenzströmen von dem Hochfrequenzkabel zu die Linie mit geringen Verlusten. In den meisten Fällen bildet ein Koppelfilter mit einem Koppelkondensator eine Bandpassfilterschaltung, die ein bestimmtes Frequenzband durchlässt.

Der hochfrequente Strom, der durch den Koppelkondensator entlang der Primärwicklung des Masseverbindungsfilters fließt, induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung L2, die über den Kondensator C1 und die Verbindungsleitung in den Eingang des Kommunikationsgeräts eintritt. Der durch den Kopplungskondensator fließende Netzfrequenzstrom ist klein (von einigen zehn bis zu mehreren hundert Milliampere), und der Spannungsabfall über der Kopplungsfilterwicklung übersteigt einige Volt nicht. Bei einem offenen oder schlechten Kontakt im Anschlussfilterkreis kann dieser unter voller Netzspannung stehen, daher werden aus Sicherheitsgründen alle Arbeiten am Filter durchgeführt, wenn die untere Kondensatorplatte mit einem speziellen Erdungsmesser geerdet ist .

Durch Anpassen der Eingangsimpedanz des HF-Kommunikationsgeräts und der Leitung wird der minimale Energieverlust des HF-Signals erreicht. Die Koordination mit einer Freileitung (VL) mit einem Widerstand von 300–450 Ohm kann nicht immer vollständig abgeschlossen werden, da bei einer begrenzten Kapazität des Koppelkondensators ein Filter mit einem charakteristischen Widerstand von der Seite der Leitung gleich der Charakteristik ist Widerstand der VL kann schmalbandig sein. Um die erforderliche Bandbreite zu erreichen, muss in einigen Fällen ein erhöhter (bis zu 2-facher) Kennwiderstand des Filters auf der Leitungsseite zugelassen werden, wobei etwas größere Verluste durch Reflexion in Kauf genommen werden müssen. Der am Koppelkondensator montierte Anschlussfilter wird mit einem Hochfrequenzkabel mit dem Gerät verbunden. An einem Kabel können mehrere Hochfrequenzgeräte angeschlossen werden. Um gegenseitige Beeinflussungen zu reduzieren, werden Trennfilter eingesetzt.

Systemautomatisierungskanäle - Relaisschutz und Fernabschaltung, die besonders zuverlässig sein müssen, erfordern die obligatorische Verwendung von Trennfiltern, um andere Kommunikationskanäle zu trennen, die über ein gemeinsames Verbindungsgerät arbeiten.

Um den HF-Signalübertragungspfad von der Hochspannungsausrüstung der Unterstation zu trennen, die für hohe Frequenzen des Kommunikationskanals einen niedrigen Widerstand aufweisen kann, ist ein Hochfrequenz-Ableiter in der Phasenleitung der Hochspannungsleitung enthalten. Die Hochfrequenzbarriere besteht aus einer Leistungsspule (Drossel), durch die der Betriebsstrom der Leitung fließt, und einem parallel zur Spule geschalteten Abstimmelement. Die Leistungsspule der Barriere bildet mit dem Abstimmelement einen Zweipol, der bei Betriebsfrequenzen einen ausreichend hohen Widerstand aufweist. Für einen Industriefrequenzstrom von 50 Hz hat die Barriere einen sehr geringen Widerstand. Es werden Barrieren verwendet, die dafür ausgelegt sind, ein oder zwei schmale Bänder (Ein- und Zweifrequenzbarrieren) und ein breites Frequenzband von zehn und hundert Kilohertz (Breitbandbarrieren) zu blockieren. Letztere werden am häufigsten verwendet, trotz des geringeren Widerstands im Sperrbereich im Vergleich zu Ein- und Zweifrequenzgeräten. Diese Barrieren ermöglichen es, die Frequenzen mehrerer Kommunikationskanäle zu blockieren, die an dieselbe Leitung angeschlossen sind. Der hohe Widerstand der Barriere in einem breiten Frequenzband kann umso einfacher bereitgestellt werden, je größer die Induktivität der Drossel ist. Es ist schwierig, einen Reaktor mit einer Induktivität von mehreren Millihenry zu erhalten, da dies zu einer erheblichen Erhöhung der Größe, des Gewichts und der Kosten des Minenlegers führt. Wenn wir den aktiven Widerstand im Band der blockierten Frequenzen auf 500–800 Ohm begrenzen, was für die meisten Kanäle ausreichend ist, kann die Induktivität der Leistungsspule nicht mehr als 2 mH betragen.

Die Barrieren werden mit einer Induktivität von 0,25 bis 1,2 mH für Betriebsströme von 100 bis 2000 A hergestellt. Der Betriebsstrom der Barriere ist umso höher, je höher die Netzspannung ist. Für Verteilungsnetze werden Barrieren für 100–300 A hergestellt, und für Leitungen ab 330 kV beträgt der maximale Betriebsstrom der Barriere 2000 A.

Verschiedene Abstimmungsschemata und der erforderliche Bereich von Sperrfrequenzen werden unter Verwendung von Kondensatoren, zusätzlichen Induktivitäten und Widerständen erhalten, die in dem Minenschicht-Abstimmungselement verfügbar sind.

Der Anschluss an die Leitung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bei einem asymmetrischen HF-Schaltkreis wird das Gerät zwischen einem Draht (oder mehreren Drähten) und Erde nach den Schemata "Phase - Erde" oder "zwei Phasen - Erde" angeschlossen. Bei symmetrischen HF-Kreisen wird das Betriebsmittel zwischen zwei oder mehr Leiteradern („Phase – Phase“, „Phase – zwei Phasen“) angeschlossen. In der Praxis wird das Phase-zu-Phase-Schema verwendet. Wenn das Gerät zwischen den Drähten verschiedener Leitungen eingeschaltet wird, wird nur das Schema "Phase - Phase verschiedener Leitungen" verwendet.

Zur Organisation von HF-Kanälen entlang von Hochspannungsleitungen wird ein Frequenzbereich von 18–600 kHz verwendet. Verteilnetze verwenden Frequenzen im Bereich von 18 kHz, auf Fernleitungen 40-600 kHz. Um zufriedenstellende Parameter des HF-Pfads bei niedrigen Frequenzen zu erhalten, sind große Werte der Induktivität der Leistungsspulen der Barrieren und Kapazitäten der Koppelkondensatoren erforderlich. Daher wird die untere Frequenzgrenze durch die Parameter der Verarbeitungs- und Verbindungsgeräte begrenzt. Die Obergrenze des Frequenzbereichs wird durch den zulässigen Wert der linearen Dämpfung bestimmt, der mit zunehmender Frequenz zunimmt.

1. HOCHFREQUENZLADER

Schemata zum Setzen von Minenlegern. Hochfrequenzbarrieren haben einen hohen Widerstand gegen die Ströme der Betriebsfrequenz des Kanals und dienen dazu, die den HF-Pfad überbrückenden Elemente (Unterstationen und Abzweigungen) zu trennen, was ohne Barrieren zu einer Erhöhung der Dämpfung führen kann des Weges.

Die Hochfrequenzeigenschaften der Barriere sind durch das Stoppband gekennzeichnet, d. h. das Frequenzband, in dem der Widerstand der Barriere nicht kleiner als ein bestimmter akzeptabler Wert (normalerweise 500 Ohm) ist. Der Barrierestreifen wird in der Regel durch den zulässigen Wert der aktiven Komponente des Barrierewiderstands bestimmt, manchmal jedoch durch den zulässigen Wert der Impedanz.

Die Barrieren unterscheiden sich in Induktivitätswerten, zulässigen Strömen von Leistungsspulen und in Abstimmungsschemata. Es werden Ein- und Zweifrequenz-Resonanz- oder stumpfe Abstimmkreise und Breitbandkreise verwendet (gemäß der Schaltung einer Vollverbindung und einer Halbverbindung eines Bandpassfilters sowie gemäß einer Halbverbindungsschaltung eines Hoch -Passfilter). Störsender mit Single- und Dual-Frequency-Tuning-Schemata machen es oft nicht möglich, das gewünschte Frequenzband zu sperren. In diesen Fällen werden Barrieren mit breitbandigen Abstimmungsschemata verwendet. Solche Konfigurationsschemata werden verwendet, wenn Schutz- und Kommunikationskanäle organisiert werden, die gemeinsame Verbindungsgeräte haben.

Wenn Strom durch die Sperrspule fließt, treten elektrodynamische Kräfte auf, die entlang der Spulenachse und radial wirken und dazu neigen, die Spule zu brechen. Axialkräfte sind über die Länge der Spule ungleichmäßig. An den Rändern der Spule treten große Kräfte auf. Daher wird die Steigung der Kurven auf der Kante mehr gemacht.

Der elektrodynamische Widerstand der Barriere wird durch den maximalen Kurzschlussstrom bestimmt, dem sie standhalten kann. In der KZ-500-Barriere treten bei einem Strom von 35 kA Axialkräfte von 7 Tonnen (70 kN) auf.

Überspannungsschutz von Abstimmelementen. Eine Überspannungswelle, die an einer Freileitung auftritt, trifft auf die Barriere. Die Wellenspannung wird zwischen den Kondensatoren des Abstimmelements und der Eingangsimpedanz der Sammelschienen der Unterstation verteilt. Die Leistungsspule ist für eine Welle mit steiler Front ein großer Widerstand und kann bei Betrachtung der mit Überspannungen verbundenen Prozesse vernachlässigt werden. Zum Schutz der Abstimmkondensatoren und der Leistungsspule ist parallel zur Leistungsspule ein Überspannungsableiter geschaltet, der die Spannung an den Elementen der Barriere auf einen für sie ungefährlichen Wert begrenzt. Die Durchbruchspannung des Ableiters sollte gemäß den Entionisierungsbedingungen der Funkenstrecke 2-mal größer sein als die Begleitspannung, d. H. Der Spannungsabfall über der Leistungsspule vom maximalen Kurzstrom U resist = I short. ωL.

Bei großer Vorentladezeit ist die Durchbruchspannung der Kondensatoren viel größer als die Durchbruchspannung der Ableiter; bei niedriger Spannung (weniger als 0,1 μs) wird die Durchbruchspannung der Kondensatoren kleiner als die Durchbruchspannung des Ableiters. Daher ist es notwendig, den Spannungsanstieg an den Kondensatoren zu verzögern, bis der Ableiter ausgelöst wird, was durch Einschalten einer zusätzlichen Induktivitätsspule Ld in Reihe mit dem Kondensator erreicht wird (Abb. 15). Nach dem Durchschlag des Ableiters steigt die Spannung am Kondensator langsam an und ein zusätzlicher, parallel zum Kondensator geschalteter Ableiter schützt ihn gut.

Reis. - Schemata von Hochfrequenzbarrieren mit Überspannungsschutzgerät: a) Einzelfrequenz; b) Doppelfrequenz

2. KOPPLUNGSKONDENSATOREN

Allgemeine Information. Koppelkondensatoren werden zum Anschluss von HF-Kommunikationsgeräten, Telemechanik und Schutz an Hochspannungsleitungen sowie für Nebenabtrieb und Spannungsmessung verwendet.

Der Widerstand eines Kondensators ist umgekehrt proportional zur Frequenz der an ihn angelegten Spannung und zur Kapazität des Kondensators. Die Reaktanz des Koppelkondensators für industrielle Frequenzströme ist daher deutlich größer als für die Frequenz von 50 - 600 kHz Telemechanik und Schutzkommunikationskanäle (1000-mal oder mehr), was die Verwendung dieser Kondensatoren zum Trennen von Hoch- und Industriefrequenzströmen ermöglicht Hochspannung in elektrischen Anlagen verhindern. Industriefrequenzströme werden über Koppelkondensatoren unter Umgehung der HF-Geräte zur Erde abgeleitet. Koppelkondensatoren sind für Phase (in einem Netz mit geerdetem Neutralleiter) und für lineare Spannung (in einem Netz mit isoliertem Neutralleiter) ausgelegt.

Für den Nebenabtrieb werden spezielle Abgriffskondensatoren verwendet, die mit dem Koppelkondensator in Reihe geschaltet sind.

In den Namen der Elemente von Kondensatoren bezeichnen die Buchstaben nacheinander die Art der Anwendung, die Art des Füllstoffs, die Leistung; Zahlen - Nennphasenspannung und -kapazität. CMP - Anschlüsse, ölgefüllt, mit Expander; SMM - Anschlüsse, ölgefüllt, in einem Metallgehäuse. Koppelkondensatoren bestehen für unterschiedliche Spannungen aus in Reihe geschalteten Einzelelementen. Kondensatorelemente CMP-55 / √3-0,0044 sind für den Normalbetrieb bei einer Spannung von 1,1 U IOhm ausgelegt, Elemente CMP-133 / √3-0,0186 - für 1,2 U IOHM. Die Kapazität von Kondensatoren der Isolationsklassen 110, 154, 220, 440 und 500 kV wird mit einer Toleranz von -5 bis +10 % akzeptiert.

3. ANSCHLUSSFILTER

Allgemeine Informationen und berechnete Abhängigkeiten. Hochfrequenzgeräte werden nicht direkt über das Kabel mit dem Kondensator verbunden, sondern über den Anschlussfilter, der die Reaktanz des Kondensators kompensiert, die Wellenwiderstände der Leitung und des HF-Kabels anpasst, die untere Auskleidung des Kondensators erdet, die einen Pfad für industrielle Frequenzströme bildet und für Sicherheit sorgt.

Wenn der Stromkreis der linearen Wicklung des Filters unterbrochen wird, erscheint eine Phasenspannung an der unteren Platte des Kondensators in Bezug auf Masse. Daher werden alle Schaltvorgänge im linearen Wicklungskreis des Verbindungsfilters bei eingeschaltetem Erdungsmesser ausgeführt.

Der OFP-4-Filter (Abb. ,) ist für den Betrieb an 35-, 110- und 220-kV-Leitungen nach dem Schema „Phase-Erde“ mit einem Koppelkondensator von 1100 und 2200 pF und einem Kabel mit Wellenwiderstand ausgelegt von 100 Ohm. Das Filter hat drei Frequenzbänder. Für jeden Bereich gibt es einen separaten, mit Isoliermasse gefüllten Lufttransformator.

Reis. – Prinzipschaltbild des Filteranschlusses OFP-4

6. VERARBEITUNG VON BLITZSCHUTZKABELN, ANTENNE

Blitzdrähte von Hochspannungsleitungen können auch als Informationsübertragungskanäle verwendet werden. Die Kabel sind zur Stromeinsparung von den Stützen isoliert und bei atmosphärischen Überspannungen über gestanzte Funkenstrecken geerdet. Stahlkabel haben eine hohe Dämpfung für Hochfrequenzsignale und ermöglichen die Übertragung von Informationen nur auf kurzen Leitungen mit Frequenzen von nicht mehr als 100 kHz. Bimetallkabel (aluminiumbeschichtete Stahlkabel), Aluminiumschweißkabel (aus verdrillten Stahl-Aluminium-Drähten), einsträngige Kabel (eine Litze besteht aus Aluminiumdrähten, die anderen Litzen aus Stahl) ermöglichen die Organisation von Kommunikationskanälen mit geringen Abmessungen Dämpfung und Geräuschpegel. Die Interferenz ist geringer als bei Kommunikationskanälen über Phasendrähte, und die HF-Verarbeitungs- und Verbindungsausrüstung ist einfacher und billiger, da die durch die Kabel fließenden Ströme und die Spannungen an ihnen klein sind. Bimetalldrähte sind teurer als Stahldrähte, daher kann ihre Verwendung gerechtfertigt sein, wenn keine HF-Kanäle durch Phasendrähte hergestellt werden können. Dies kann auf sehr langen und manchmal auf langen Stromleitungen geschehen.

Kabelkanäle können nach den Schemata "Kabel - Kabel", "Kabel - Erde" und "Zwei Kabel - Erde" eingeschaltet werden. Bei Wechselstrom-Freileitungen werden die Kabel alle 30 bis 50 km ausgetauscht, um die Interferenz von Industriefrequenzströmen in ihnen zu verringern, wodurch eine zusätzliche Dämpfung von 0,15 Np für jede Kreuzung in den „Kabel-Kabel“ -Schemata eingeführt wird, ohne die „zwei Kabel - Erde". Bei DC-Übertragungen kann das „Kabel-Kabel“-Schema verwendet werden, da hier keine Kreuzung erforderlich ist.

Die Kommunikation über Blitzschutzkabel wird nicht unterbrochen, wenn die Außenleiter geerdet sind, und hängt nicht vom Schaltungsschema der Leitung ab.

Antennenkommunikation wird für mobile HF-Geräte verwendet, die an die Freileitung angeschlossen sind. Der Draht wird entlang der Drähte der Freileitung aufgehängt oder es wird ein Abschnitt eines Blitzschutzkabels verwendet. Eine solche kostengünstige Verbindungsmethode kommt ohne Barrieren und Koppelkondensatoren aus.

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Das Design der Stromleitung, bestimmt durch ihren Hauptzweck - die Übertragung elektrischer Energie über eine Entfernung - ermöglicht es, sie zur Übertragung von Informationen zu verwenden. Das hohe Betriebsniveau und die hohe mechanische Festigkeit der Leitungen gewährleisten eine Zuverlässigkeit von Kommunikationskanälen, die der Zuverlässigkeit von Kanälen über Kabelkommunikationsleitungen nahe kommt. Gleichzeitig müssen bei der Implementierung von Kommunikationskanälen zur Informationsübertragung über Freileitungen die Merkmale der Leitungen berücksichtigt werden, die ihre Nutzung für Kommunikationszwecke erschweren. Ein solches Merkmal ist beispielsweise das Vorhandensein von Schaltanlagen an den Enden der Leitungen, die sich als Kette von Blind- und Wirkwiderständen darstellen lassen, die über einen weiten Bereich variieren und in Reihe geschaltet sind. Diese Widerstände bilden eine Verbindung zwischen den Oberleitungen durch die Busse der Umspannwerke, was zu einer Erhöhung des Kommunikationspfades führt. Um den Einfluss zwischen den Kanälen und die Dämpfung zu verringern, blockieren sie daher mit Hilfe spezieller Barrieren die Pfade hochfrequenter Ströme zu Umspannwerken.
Auch Abzweigungen von Freileitungen erhöhen die Dämpfung deutlich. Diese und andere Merkmale der Leitungen erfordern die Umsetzung einer Reihe von Maßnahmen, um Bedingungen für die Übermittlung von Informationen zu schaffen.
Die Einrichtung von Hochfrequenzkanälen entlang von Verteilungsnetzen von 6-10 kV ist aufgrund der Besonderheiten des Aufbaus von Netzen dieser Spannungen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Auf Abschnitten von 6-10-kV-Stammleitungen zwischen benachbarten Schaltpunkten gibt es eine Vielzahl von Abgriffen, die Leitungen sind durch Trenner und Schalter abgeteilt, die primären Schaltkreise von Netzen ändern sich oft, auch automatisch, aufgrund größerer Schäden die Leitungen dieser Spannungen, ihre Zuverlässigkeit ist niedriger als B71 35 kV und darüber. Die Signalübertragung in Verteilnetzen hängt von vielen Faktoren ab, die die Signaldämpfung beeinflussen: von der Länge und Anzahl der Abgriffe, dem Leitungsdrahtmaterial, der Belastung usw. Die Belastung kann in einem weiten Bereich variieren. Gleichzeitig verringert das Abschalten einzelner Abgriffe, wie Studien zeigen, manchmal nicht nur die Dämpfung nicht, sondern erhöht sie im Gegenteil aufgrund einer Verletzung der gegenseitigen Dämpfungskompensation zwischen benachbarten Abgriffen. Daher weisen selbst kleine Kanäle eine erhebliche Dämpfung auf und sind instabil. Auch Beschädigungen an Isolatoren, mangelhafte Drahtverbindungen und der schlechte Zustand der Kontakte der Schaltgeräte beeinträchtigen die Funktion der Kanäle und stellen entsprechend der Höhe des übertragenen Signals Störquellen dar, die die Kanal, um nicht mehr zu funktionieren und das Gerät zu beschädigen. Das Vorhandensein von Trennvorrichtungen auf den Leitungen führt zu einer vollständigen Einstellung des Betriebs des HF-Kanals im Falle ihrer Trennung und Erdung eines der Leitungsabschnitte. Die festgestellten Mängel schränken die Verwendung von 6-10-kV-Leitungen zum Organisieren von HF-Kanälen erheblich ein, schließen sie jedoch nicht aus. Dennoch ist zu beachten, dass die HF-Kommunikation über Verteilnetze noch keine weite Verbreitung gefunden hat.
Zweckmäßig werden HF-Kommunikationskanäle über Stromleitungen in vier Gruppen eingeteilt: Dispatch-Kommunikationskanäle, technologische, spezielle und lineare Betriebskommunikationskanäle.
Ohne auf die Verwendung und den Zweck jeder Kanalgruppe näher einzugehen, stellen wir fest, dass für die Disposition und die technologischen Kanäle der Telefonkommunikation hauptsächlich das Sprachfrequenzband von 300-3400 Hz verwendet wird.<300-2300). Верхняя часть тонального спектра (2400-3400 Гц) не пользуется для передачи сигналов телеинформации. Современная комбинированная аппаратура позволяет организовать в этом спектре до четырех независимых узкополосных каналов телеииформации.
Leitungsbetriebliche Kommunikationswege dienen dazu, die Kommunikation zwischen dem Disponenten und Reparaturteams zu organisieren, die auf der Trasse einer verlängerten Hochspannungsleitung oder von Umspannwerken arbeiten, wenn keine ständige Kommunikation mit ihnen besteht. Für diese Kanäle werden vereinfachte transportable und tragbare Telefongeräte verwendet.
Je nach Komplexitätsgrad werden HF-Kanäle in einfache und komplexe unterteilt. Kanäle, die nur aus zwei Sätzen von HF-Endgeräten bestehen, werden als einfach bezeichnet. Komplexe Kanäle enthalten Zwischenverstärker oder mehrere Sätze von Endgeräten (bei denselben Frequenzen).

Ausrüstung für Hochfrequenz-Kommunikationskanäle für Freileitungen.

Der Anschluss von Kommunikationsgeräten an die Drähte der Stromleitung erfolgt mit speziellen Geräten der sogenannten Geräte zum Anschließen und Verarbeiten der Leitung, die aus einem Kommunikationskondensator, einer Barriere und Schutzelementen bestehen.

Reis. 21. Schema eines Hochfrequenz-Kommunikationskanals über Freileitungen
Auf Abb. 21 zeigt ein Diagramm der Bildung eines Kommunikationskanals über eine Oberleitung. Übertragung von Signalen durch Hochfrequenzströme Sie wird von Sendern der Dichtungsausrüstung J durchgeführt, die sich an beiden Enden der Freileitungen in den Umspannwerken A und B befinden.
Hier sind als Teil der Siegeleinrichtung 1 Empfänger vorhanden, die modulierte HF-Ströme empfangen und umwandeln. Um die Übertragung von Signalenergie durch hochfrequente Ströme durch Drähte sicherzustellen, reicht es aus, an jedem Ende der Leitung einen Draht mit einer Barriere 5, einem Koppelkondensator 4 und einem Befestigungsfilter 3 zu verarbeiten, der an die Versiegelungsausrüstung 1 angeschlossen ist B. über ein HF-Kabel 2. Zur Sicherheit des Personals, das bei laufendem HF-Kanal am Vorsatzfilter arbeitet, dient das Erdungsmesser 6.
Anschluss von Hochfrequenzgeräten nach dem Schema von Abb. 21 wird Phase-Erde genannt. Ein derartiges Schema kann verwendet werden, um Einkanal- und Mehrkanal-Informationsübertragungssysteme zu bilden. Es werden auch andere Verbindungsschemata verwendet.
Wenn es erforderlich ist, Geräte, die auf der Leitungsstrecke installiert sind, an die Stromleitung anzuschließen (Mobilfunkgeräte von Reparaturteams, Geräte eines ferngesteuerten UKW-Funksenders usw.), werden normalerweise Antennenanschlussgeräte verwendet. Als Antenne werden isolierte Drahtstücke einer bestimmten Länge oder Abschnitte eines Blitzschutzkabels verwendet.
Der (lineare) Hochfrequenz-Ableiter hat einen hohen Widerstand gegenüber der Betriebsfrequenz des Kanals und dient dazu, den Pfad dieser Ströme zu blockieren und ihre Leckage in Richtung der Unterstation zu verringern. In Abwesenheit einer Barriere kann die Dämpfung des Kanals zunehmen, da die kleine Eingangsimpedanz der Unterstation den HF-Kanal überbrückt. Die Barriere besteht aus einer Leistungsspule (Drossel), einem Einstellelement und einer Schutzvorrichtung. Die Leistungsspule ist das Hauptelement des Minenlegers. Es muss den maximalen Betriebsströmen der Leitung und Kurzschlussströmen standhalten. Die Leistungsspule besteht aus Kupfer- oder Aluminiumdrähten des entsprechenden Querschnitts, die zu einer Spirale verdrillt und auf Latten aus holzbeschichtetem Kunststoff (Delta-Holz) oder Glasfaser gewickelt sind. Die Enden der Schienen sind an Metallkreuzen befestigt. Am oberen Quersteg ist ein Justierelement mit Schutzleiter angebracht. Das Abstimmelement dient dazu, einen relativ hohen Sperrwiderstand bei einer oder mehreren Frequenzen oder Frequenzbändern zu erhalten.
Das Abstimmelement besteht aus Kondensatoren, Induktivitäten und Widerständen und ist parallel geschaltet
Stromspule. Die Leistungsspule und das Einstellelement der Barriere sind atmosphärischen und schaltenden Überspannungen und Kurzschlüssen ausgesetzt. Die Rolle des Überspannungsschutzes übernimmt in der Regel ein Ventilableiter, bestehend aus einer Funkenstrecke und einem nichtlinearen Widerstand.
In elektrischen Netzen von 6-220 kV Barrieren VZ-600-0,25 und KZ-500 sowie Barrieren mit Stahlkern vom Typ VChZS-100 und VChZS-100V, die sich in Nennstrom und Induktivität unterscheiden, Stabilität und geometrische Parameter Leistungsspule, sowie die Art des Einstellelementes und dessen Absicherung.
Die Barrieren schneiden zwischen dem Leitungstrenner und dem Koppelkondensator in den Phasenleiter der Energieleitung. Hochfrequenzbarrieren können hängend an Tragkonstruktionen einschließlich Koppelkondensatoren montiert werden.
Koppelkondensatoren werden verwendet, um die HF-Geräte mit der Freileitung zu verbinden, während die Leckströme der Industriefrequenz durch den Koppelkondensator zur Erde umgeleitet werden, wobei die Hochfrequenzgeräte umgangen werden. Koppelkondensatoren sind für Phasenspannung (in einem Netz mit geerdetem Sternpunkt) und für Netzspannung (in einem Netz mit isoliertem Sternpunkt) ausgelegt. In unserem Land werden zwei Arten von Koppelkondensatoren hergestellt: CMP (Kupplung, ölgefüllt, mit Expander) und CMM (Kupplung, ölgefüllt, in einem Metallgehäuse). Für unterschiedliche Spannungen bestehen Kondensatoren aus in Reihe geschalteten Einzelelementen. Koppelkondensatoren können auf Stahlbeton- oder Metallträgern mit einer Höhe von etwa 3 m installiert werden.Um das untere Element des CMP-Kondensators vom Körper des Trägers zu isolieren, werden spezielle Porzellanträger mit rundem Querschnitt verwendet.

Der Verbindungsfilter dient als Bindeglied zwischen dem Koppelkondensator und der HF-Ausrüstung und trennt die Hochspannungsleitung von der Niederstrominstallation, der Versiegelungsausrüstung. Das Anschlussfilter gewährleistet somit die Personensicherheit und den Geräteschutz vor Hochspannung, da bei Erdung der unteren Auskleidung des Koppelkondensators ein Pfad für Ableitströme mit Industriefrequenz entsteht. Mit Hilfe des Verbindungsfilters werden die Wellenwiderstände der Leitung und des Hochfrequenzkabels angepasst, sowie die Reaktanz des Koppelkondensators in einem bestimmten Frequenzband kompensiert. Anschlussfilter sind nach Transformator- und Spartransformatorschaltung aufgebaut und bilden zusammen mit Koppelkondensatoren Bandpassfilter.
Am weitesten verbreitet bei der Organisation von HF-Kommunikationskanälen entlang der Stromleitungen des Unternehmens war der Verbindungsfilter vom Typ OFP-4 (siehe Abb. 19). Das Filter ist in einem geschweißten Stahlgehäuse mit einer Durchführung zum Anschluss des Koppelkondensators und einem Kabeltrichter zum Einführen des HF-Kabels eingeschlossen. An der Gehäusewand ist ein Ableiter montiert, der einen länglichen Stift zum Anschluss der Erdungsschiene aufweist und die Anschlussfilterelemente vor Überspannungen schützen soll. Das Filter ist für den Anschluss von HF-Geräten in einer Phase-Erde-Konfiguration ausgelegt, komplett mit Koppelkondensatoren mit einer Kapazität von 1100 und 2200 pF. Das Filter wird in der Regel auf der Stütze des Koppelkondensators installiert und in einer Höhe von 1,6 bis 1,8 m über dem Boden mit der Stütze verschraubt.
Alle Schaltungen in den Anschlussfilterkreisen erfolgen wie erwähnt bei eingeschaltetem Erdungsmesser, das bei Personalarbeiten zur Erdung der unteren Auskleidung des Koppelkondensators dient. Als Erdungsmesser wird ein einpoliger Trennschalter für eine Spannung von 6-10 kV verwendet. Arbeiten mit einem Erdungsmesser werden mit einem Isolierstab durchgeführt. Einige Arten von Verbindungsfiltern haben ein Erdungsmesser, das im Inneren des Gehäuses montiert ist. Um die Sicherheit in diesem Fall zu gewährleisten, sollte ein freistehendes Erdungsmesser installiert werden.
Das Hochfrequenzkabel dient der elektrischen Verbindung des Anschlussfilters (siehe Abb. 21) mit der Sende-/Empfangseinrichtung. Beim Anschließen der Geräte an die Leitung gemäß dem Phase-Erde-Schema werden Koaxialkabel verwendet. Am gebräuchlichsten ist ein Hochfrequenz-Koaxialkabel der Marke RK-75, dessen Innenleiter (ein- oder mehrdrähtig) durch eine Isolierung aus einem Hochfrequenz-Dielektrikum vom Außengeflecht getrennt ist. Als Rückleiter dient das äußere Schirmgeflecht. Der Außenleiter ist von einer schützenden Isolierhülle umgeben.
Die Hochfrequenzeigenschaften des RK-75-Kabels sowie herkömmlicher Kommunikationskabel werden durch dieselben Parameter bestimmt: Wellenwiderstand, Kilometerdämpfung und Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen.
Der zuverlässige Betrieb von HF-Kanälen über Freileitungen wird durch eine qualitativ hochwertige und regelmäßige Durchführung der planmäßigen vorbeugenden Wartung sichergestellt, die eine ganze Reihe von Arbeiten an der Ausrüstung von HF-Kommunikationskanälen über Freileitungen vorsieht. Zur Durchführung präventiver Messungen werden die Kanäle außer Betrieb genommen. Die vorbeugende Wartung umfasst planmäßige Überprüfungen von Geräten und Kanälen, deren Häufigkeit sich nach dem Zustand der Geräte, der Qualität der betrieblichen Wartung unter Berücksichtigung der vorbeugenden Wartung richtet und mindestens alle 3 Jahre festgelegt wird. Außerplanmäßige Kanalprüfungen werden durchgeführt, wenn der HF-Pfad geändert wird, Geräte beschädigt werden und der Kanal aufgrund einer Verletzung der regulierten Parameter unzuverlässig ist.