Högfrekventa kommunikationssystem över kraftledningar. Kommunikationslösningar för elnät. Kontrollrum för distributionsnätområdet - högfrekventa kommunikationskanaler via kraftledningar Elektrisk del av RF-kommunikationskanalerna

FOX-serien erbjuder toppmoderna lösningar baserade på SDH/PDH primära nätverksteknologier, designade och testade för tuffa miljöer. Ingen annan multiplexerlösning erbjuder ett så brett utbud av specialiserade produkter - från teleskydd till Gigabit Ethernet med SDH-teknik och spektral uppdelning.

ABB ägnar särskild uppmärksamhet åt möjligheten att uppgradera produkter för att skydda investeringar och erbjuder effektiva verktyg för underhåll.

Den kompletta kommunikationslösningen i FOX-serien består av:

• FOX505: Kompakt accessmultiplexer med genomströmning upp till STM-1.
• FOX515/FOX615: Upp till STM-4 genomströmningsmultiplexer som tillhandahåller ett brett utbud av användargränssnitt för data- och röstsystem. Implementeringen av teleskyddsfunktioner och andra applikationsspecifika funktioner säkerställer att alla dataåtkomstkrav i företaget uppfylls.
• FOX515H: Kompletterar FOX-serien och är designad för höghastighetskommunikation.
• FOX660: Multiserviceplattform för datakommunikationssystem.

Alla delar av FOX515-serien hanteras av FOXMAN, ABB:s enhetliga nätverkshanteringssystem baserat på SNMP. Dess öppna arkitektur möjliggör integration med tredjeparts kontrollsystem, både högre och lägre nivåer. Grafisk nätverksdisplay och peka-och-klicka-kontroll gör FOXMAN till den idealiska lösningen för att hantera TDM och Ethernet vid åtkomst- och datalagren.

Universellt digitalt RF-kommunikationssystem ETL600 R4

ETL600 är en toppmodern lösning för att tillhandahålla RF-kommunikation över kraftledningar för överföring av röst-, data- och skyddskommandon över högspänningsledningar. Den mångsidiga hård- och mjukvaruarkitekturen hos ETL600 gör valet mellan traditionell analog och avancerad digital RF-utrustning meningslöst och föråldrat. Med samma hårdvarukomponenter kan användaren välja digitalt eller analogt driftläge på plats med bara några få musklick. Förutom användarvänlighet, applikationsflexibilitet och oöverträffade dataöverföringshastigheter, garanterar ETL600-systemet även ovillkorlig kompatibilitet med befintliga teknikmiljöer och integreras väl i dagens digitala kommunikationsinfrastruktur.

Användarfördelar

• En ekonomisk lösning på frågan om att organisera kommunikation, vilket ger tillförlitlig kontroll och skydd av kraftsystemet.
• Kostnadsminskning genom ett gemensamt lager av hårdvara och reservdelar för analoga och digitala HF-kommunikationssystem över kraftledningar.
• Flexibel arkitektur för enkel integration i både traditionell och modern utrustning.
• Pålitlig överföring av skyddssignaler
• Effektiv användning av begränsade frekvensresurser genom flexibelt val av överföringsbandbredd.
• Redundant lösning för utvald verksamhetskritisk kommunikation som vanligtvis implementeras via bredbandskommunikation

Anslutningsfilter MCD80

De modulära MCD80-enheterna används för att ansluta kablarna till en RF-kommunikationsenhet som ABB ETL600 genom en kapacitiv spänningstransformator till högspänningsledningar.

MCD80-filtret ger optimal impedansmatchning för RF-utgång, frekvensseparation och säker isolering av 50/60 Hz nätfrekvens och transienta överspänningar. Den är konfigurerbar för en- och flerfaskommunikation genom högpassfiltrering eller bandbredd. MCD80-enheter uppfyller de senaste IEC- och ANSI-standarderna.

Huvudfördelarna med MCD80-filter:

• Designad för att fungera med alla typer av RF-kommunikationsutrustning
• Hela utbudet av filter: bredband, bandpass, crossover, fas-till-fas, fas-till-jord
• Maximalt möjliga bandbreddsval (enligt kundspecifikation i 1kHz steg)
• Möjlighet till anslutning både till kopplingskondensatorer och spänningstransformatorer
• Brett utbud av anslutningskapacitanser 1500pF-20000pF
• Möjlighet till omstrukturering på installationsplatsen vid ändring av anslutningskapacitansen inom driftsområdet för kapacitanser (till exempel vid byte av kondensatorer med spänningstransformatorer)
• Låg insättningsförlust i passbandet (mindre än 1dB)
• Det är möjligt att parallellkoppla till en PF upp till 9 terminaler med en effekt på 80 W enligt fas-till-jord-schemat och upp till 10 terminaler enligt fas-till-fas-schemat
• Inbyggd enpolig frånskiljare (jordbrytare)

HF-barriärer för VL-DLTC

Det finns två typer av DLTC överspänningsdämpare tillgängliga för skydd av HF överspänningsdämpare.

Små och medelstora HF-avledare är utrustade med standard ABB Polim-D överspänningsavledare utan ljusbågsavledare.

Stora barriärer är utrustade med ABB MVT-avledare som inte har ett båggap och är speciellt konstruerade för användning med ABB-barriärer. De använder samma extremt icke-linjära metalloxidvaristorer (MO-avledare) som stationsavledaren.

Vid utformningen av tunern tas hänsyn till det interna läckaget MO hos begränsningsanordningen. ABB:s metalloxidavledare är speciellt utformade för att fungera i de starka elektromagnetiska fält som ofta finns i HF-ledningsavledare. I synnerhet innehåller de inte onödiga metalldelar där magnetfältet kan inducera virvelströmmar och orsaka en oacceptabel temperaturökning. Modifiering av metalloxidavledaren för driftsförhållandena i linjeavledare var nödvändig, eftersom ABB tillverkar sådana anordningar för stationer och är fullt medvetna om de problem som uppstår i praktiken. Överspänningsavledare som används i barriärer på kraftledningar har en märkström på 10 kA.

Funktioner och Fördelar

Huvudfördelarna med HF-interceptorer för HF-kommunikationslinjer av DLTC-typ

Information från sajten

MOSKVA, 11 maj - RIA Novosti. Vladimir Bogomolovs bok "Sanningens ögonblick" om det stora fosterländska kriget nämner ofta "anteckningar om HF" och HF-kommunikationsenheter, genom vilka den högsta befälhavaren kontaktade högkvarteret. Kommunikationen var säker och det var omöjligt att avlyssna den utan att använda speciella medel. Vilken typ av anslutning var det?

"VCh-svyaz", "Kremlin", ATS-1 - ett system med säkra kommunikationskanaler, som till denna dag säkerställer stabilitet och konfidentialitet i förhandlingar mellan statschefer, ministerier, strategiska företag. Skyddsmetoderna har blivit mycket mer komplicerade och förbättrade, men uppgiften har förblivit oförändrad: att skydda konversationer på statlig nivå från nyfikna öron.

Under det stora fosterländska kriget, enligt marskalk I.Kh. Baghramyan, "utan högfrekvent kommunikation startades eller genomfördes inte en enda betydande militär aktion. Högfrekvent kommunikation spelade en exceptionell roll som ett medel för kommando och kontroll och bidragit till genomförandet av militära operationer." Hon försågs inte bara med högkvarter, utan också med kommando direkt vid frontlinjerna, vid vaktposter, brohuvuden. Redan i slutet av kriget beskrevs bidraget från regeringskommunikation till segern mest kortfattat av den berömda marskalken K.K. Rokossovsky: "Användningen av regeringskommunikation under kriget revolutionerade kommando och kontroll."

Grunden för statlig kommunikation, som dök upp på 1930-talet, var principen om högfrekvent (HF) telefoni. Den tillåter överföring av en mänsklig röst "överförd" till högre frekvenser, vilket gör den otillgänglig för direktlyssning och gör det möjligt att överföra flera konversationer över en enda tråd.
De första experimenten med införandet av högfrekvent flerkanalig telefonkommunikation utfördes sedan 1921 vid Moskva Electrosvyaz-fabriken under ledning av V.M. Lebedev. År 1923 började vetenskapsmannen P.V. Shmakov genomförde experiment med samtidig överföring av två telefonsamtal vid höga frekvenser och ett med låg frekvens över en kabellinje 10 km lång.
Ett stort bidrag till utvecklingen av högfrekvent telefonkommunikation gjordes av vetenskapsmannen, professor Pavel Andreevich Azbukin. Under hans ledning, 1925, utvecklades och tillverkades den första inhemska högfrekventa kommunikationsutrustningen vid Leningrads forsknings- och teststation, som kunde användas på telefonledningar av koppar.

För att förstå principen för HF-telefonkommunikation, låt oss komma ihåg att en vanlig mänsklig röst producerar luftvibrationer i frekvensbandet 300-3200 Hz, och därför, för att sända ljud över en konventionell telefonkanal, behövs ett dedikerat band som sträcker sig från 0 till 4 kHz, där ljudvibrationer kommer att omvandlas till elektromagnetiska. Du kan lyssna på ett telefonsamtal på en enkel telefonlinje genom att helt enkelt ansluta en telefon, lur eller högtalare till sladden. Men det är möjligt att lägga ett högre frekvensband genom tråden, vilket avsevärt överstiger röstfrekvensen - från 10 kHz och högre.

© RIA Novosti illustration. Alina Polyanina

© RIA Novosti illustration. Alina Polyanina

Detta kommer att vara den så kallade bärvågssignalen. Och då kan vibrationerna som uppstår från den mänskliga rösten "gömmas" i en förändring av dess egenskaper - frekvens, amplitud, fas. Dessa förändringar i bärarsignalen kommer att sända ljudet från den mänskliga rösten och bilda en enveloppsignal. Försök att avlyssna en konversation genom att ansluta till linjen med en enkel telefon kommer inte att fungera utan en speciell enhet - bara en högfrekvent signal kommer att höras.
De första linjerna för statlig HF-kommunikation sträcktes från Moskva till Kharkov och Leningrad 1930, och snart spred sig tekniken över hela landet. I mitten av 1941 omfattade det statliga HF-kommunikationsnätet 116 stationer, 20 anläggningar, 40 sändningspunkter och betjänade cirka 600 abonnenter. Arbetet av den tidens ingenjörer gjorde det också möjligt att lansera den första automatiska stationen i Moskva 1930, som därefter fungerade i 68 år.

På den tiden löste forskare och ingenjörer problem för att förbättra skyddet av kommunikationslinjer och utvecklade samtidigt komplex krypteringsutrustning. De utvecklade krypteringssystemen höll en mycket hög nivå och säkerställde, enligt arméledningen, till stor del framgången för militära operationer. Marskalk G.K. Zjukov noterade: "Kryptografernas goda arbete hjälpte till att vinna mer än en strid." En liknande uppfattning delades av marskalk A.M. Vasilevsky: "Inte en enda rapport om vår armés kommande militärstrategiska operationer blev den fascistiska underrättelsetjänstens egendom."

Sida 16 av 21

Utformningen av kraftledningen, bestäms av dess huvudsakliga syfte - överföring av elektrisk energi över ett avstånd, gör att den kan användas för att överföra information. Ledningarnas höga driftnivå och höga mekaniska styrka säkerställer tillförlitligheten hos kommunikationskanaler nära tillförlitligheten hos kanaler via kabelkommunikationslinjer. Samtidigt, när man implementerar kommunikationskanaler för informationsöverföring över luftledningar, är det nödvändigt att ta hänsyn till linjernas egenskaper som gör det svårt att använda dem för kommunikationsändamål. En sådan egenskap är till exempel närvaron av transformatorstationsutrustning vid ändarna av ledningarna, som kan representeras som en kedja av reaktiva och aktiva motstånd som varierar över ett brett område och är seriekopplade. Dessa motstånd bildar en förbindelse mellan luftledningarna genom transformatorstationernas bussar, vilket leder till en ökning av kommunikationsvägen. Därför, för att minska påverkan mellan kanalerna och dämpningen, med hjälp av speciella barriärer, blockerar de vägarna för högfrekventa strömmar mot transformatorstationer.
Grenar från luftledningar ökar också dämpningen avsevärt. Dessa och andra egenskaper hos linjerna kräver genomförandet av ett antal åtgärder för att skapa förutsättningar för överföring av information.
Enheten med högfrekventa kanaler längs distributionsnätverk på 6-10 kV är förknippad med betydande svårigheter på grund av specifikationerna för att bygga nätverk av dessa spänningar. På sektioner av 6-10 kV stamledningar mellan angränsande kopplingspunkter finns ett stort antal tappställen, ledningarna är sektionerade av frånskiljare och växlar, nätens primära kopplingskretsar ändras ofta, inklusive automatiskt, på grund av den större skadan på ledningarna för dessa spänningar, är deras tillförlitlighet lägre än B71 35 kV och högre. Signalöverföring i distributionsnät beror på många faktorer som påverkar signaldämpningen: på längden och antalet uttag, ledningsmaterial, belastning etc. Belastningen kan variera över ett brett spektrum. Samtidigt, som studier visar, minskar inte bara dämpningen att stänga av individuella kranar, utan tvärtom ökar den på grund av en kränkning av den ömsesidiga kompensationen för dämpning mellan intilliggande kranar. Därför har kanaler av även en liten längd betydande dämpning och är instabila. Funktionen av kanalerna påverkas också negativt av skador på isolatorer, dålig kvalitet på trådanslutningar och dåligt skick på kontakterna på kopplingsutrustningen. Dessa defekter är störningskällor i proportion till nivån på den överförda signalen, vilket kan orsaka kanal för att sluta fungera och skada utrustningen. Närvaron av sektioneringsanordningar på ledningarna leder till ett fullständigt upphörande av driften av RF-kanalen i händelse av deras frånkoppling och jordning av en av linjesektionerna. De noterade bristerna begränsar avsevärt, även om de inte utesluter, användningen av 6-10 kV-linjer för att organisera HF-kanaler. Ändå bör det noteras att HF-kommunikation över distributionsnät ännu inte har fått stor spridning.
Efter syfte är HF-kommunikationskanaler över kraftledningar indelade i fyra grupper: sändningskommunikationskanaler, tekniska, speciella och linjära operativa kommunikationskanaler.
Utan att uppehålla oss i detalj om användningen och syftet med varje grupp av kanaler, noterar vi att för utsändning och tekniska kanaler för telefonkommunikation används främst röstfrekvensbandet 300-3400 Hz.<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.
Linjeoperativa kommunikationskanaler används för att organisera kommunikationen mellan avsändaren och reparationsteam som arbetar på sträckan för en utökad kraftledning eller transformatorstationer, när det inte finns någon permanent förbindelse med dem. För dessa kanaler används förenklad transportabel och bärbar telefonutrustning.
Beroende på graden av komplexitet delas HF-kanaler in i enkla och komplexa. Kanaler som endast består av två uppsättningar terminal RF-utrustning kallas enkla. Komplexa kanaler innehåller mellanförstärkare eller flera uppsättningar terminalutrustning (vid samma frekvenser).

Utrustning för högfrekventa kommunikationskanaler för luftledningar.

Anslutningen av kommunikationsutrustning till kraftledningens ledningar utförs med hjälp av speciella enheter av den så kallade utrustningen för anslutning och bearbetning av linjen, bestående av en kommunikationskondensator, en barriär och skyddselement.

Ris. 21. Schema för en högfrekvent kommunikationskanal över luftledningar
På fig. 21 visar ett diagram över bildandet av en kommunikationskanal över en luftledning. Överföring av signaler med högfrekventa strömmar Det utförs av sändare av tätningsutrustningen J, belägna i båda ändarna av luftledningarna vid transformatorstationerna A och B.
Här, som en del av tätningsutrustningen 1, finns det mottagare som tar emot modulerade RF-strömmar och omvandlar dem. För att säkerställa överföringen av signalenergi genom högfrekventa strömmar genom ledningar räcker det att bearbeta en tråd i varje ände av linjen med hjälp av en barriär 5, en kopplingskondensator 4 och ett fästfilter 3, som är anslutet till tätningsutrustning 1 med hjälp av en RF-kabel 2. För att säkerställa säkerheten för personal som arbetar på fästfiltret när RF-kanalen är igång, tjänar jordningskniven 6.
Anslutning av högfrekvent utrustning enligt schemat i fig. 21 kallas fas-till-jord. Ett sådant schema kan användas för att bilda enkanaliga och flerkanaliga informationsöverföringssystem. Andra anslutningsscheman används också.
Om det är nödvändigt att ansluta utrustning installerad på linjevägen till kraftledningen (mobiltelefonutrustning från reparationsteam, utrustning för en fjärrstyrd VHF-radiostation, etc.), används vanligtvis antennanslutningsanordningar. Som antenn används bitar av isolerad tråd av en viss längd eller sektioner av en åskskyddskabel.
Den högfrekventa (linjära) avledaren har ett högt motstånd mot kanalens driftsfrekvens och tjänar till att blockera vägen för dessa strömmar, vilket minskar deras läckage mot transformatorstationen. I frånvaro av en barriär kan dämpningen av kanalen öka, eftersom den lilla ingångsimpedansen hos transformatorstationen shuntar RF-kanalen. Barriären består av en kraftspole (reaktor), ett inställningselement och en skyddsanordning. Strömspolen är huvudelementet i minskiktet. Den måste tåla ledningens maximala driftsströmmar och kortslutningsströmmar. Strömspolen är gjord av koppar- eller aluminiumtrådar av lämplig sektion, tvinnade till en spiral, lindade på ribbor av trälaminerad plast (deltaträ) eller glasfiber. Ändarna av skenorna är fixerade på metallkors. Ett justeringselement med skyddsavledare är fäst på det övre tvärstycket. Avstämningselementet används för att erhålla ett relativt högt motstånd hos barriären vid en eller flera frekvenser eller frekvensband.
Avstämningselementet består av kondensatorer, induktorer och motstånd och är parallellkopplat
strömspole. Strömspolen och barriärens inställningselement utsätts för atmosfäriska och switchande överspänningar och kortslutningar. Överspänningsskyddets roll utförs som regel av en ventilavledare, bestående av ett gnistgap och ett icke-linjärt wilite-motstånd.
I elektriska nätverk på 6-220 kV, barriärer VZ-600-0,25 och KZ-500, samt barriärer med en stålkärna av typerna VChZS-100 och VChZS-100V, som skiljer sig från varandra i märkström och induktans, stabilitet och geometriska parametrar effektspole, såväl som typen av inställningselement och dess skydd.
Barriärerna skär in i fasledningen på kraftledningen mellan ledningsfrånskiljaren och kopplingskondensatorn. Högfrekventa barriärer kan monteras hängande, på bärande konstruktioner, inklusive kopplingskondensatorer.
Kopplingskondensatorer används för att ansluta RF-utrustningen till luftledningen, medan läckströmmarna för industriell frekvens avleds genom kopplingskondensatorn till marken och kringgår högfrekvensutrustningen. Kopplingskondensatorer är konstruerade för fasspänning (i ett nätverk med jordad nol) och för nätspänning (i ett nätverk med isolerad noll). I vårt land tillverkas två typer av kopplingskondensatorer: CMP (koppling, oljefylld, med en expander) och CMM (koppling, oljefylld, i ett metallhölje). För olika spänningar är kondensatorer uppbyggda av individuella element kopplade i serie. Kopplingskondensatorer kan installeras på armerad betong eller metallstöd med en höjd av ca 3 m. För att isolera det nedre elementet av kondensatorn av CMP-typ från stödets kropp används speciella porslinsstöd med rund sektion.

Anslutningsfiltret fungerar som en länk mellan kopplingskondensatorn och RF-utrustningen, vilket skiljer högspänningsledningen från lågströmsinstallationen, som är tätningsutrustningen. Anslutningsfiltret säkerställer således personalens säkerhet och skydd av utrustning från högspänning, eftersom när kopplingskondensatorns nedre beklädnad är jordad, bildas en väg för läckströmmar av industriell frekvens. Med hjälp av anslutningsfiltret matchas ledningens och högfrekvenskabelns vågimpedanser, liksom kopplingskondensatorns reaktans kompenseras i ett givet frekvensband. Anslutningsfilter tillverkas enligt transformator- och autotransformatorkretsar och bildar tillsammans med kopplingskondensatorer bandpassfilter.
Det mest använda i organisationen av HF-kommunikationskanaler längs företagets kraftledningar var anslutningsfiltret av typen OFP-4 (se fig. 19). Filtret är inneslutet i ett svetsat stålhus med en bussning för anslutning av kopplingskondensatorn och en kabeltratt för ingång i RF-kabeln. En avledare är monterad på husväggen, som har ett avlångt stift för anslutning av jordskenan och är utformad för att skydda anslutningsfilterelementen från överspänningar. Filtret är designat för anslutning av HF-utrustning i en fas-till-jord-krets, komplett med kopplingskondensatorer med en kapacitet på 1100 och 2200 pF. Filtret installeras, som regel, på stödet av kopplingskondensatorn och bultas till stödet på en höjd av 1,6-1,8 m från marknivån.
Som nämnts utförs all omkoppling i anslutningsfilterkretsarna med jordningskniven påslagen, vilket tjänar till att jorda kopplingskondensatorns nedre beklädnad under personalarbete. En enpolig frånskiljare för en spänning på 6-10 kV används som jordningskniv. Operationer med en jordningskniv utförs med en isoleringsstav. Vissa typer av anslutningsfilter har en jordningskniv monterad inuti huset. För att garantera säkerheten i detta fall bör en fristående jordkniv installeras.
Högfrekvenskabeln används för den elektriska anslutningen av anslutningsfiltret (se fig. 21) med transceiverutrustningen. Vid anslutning av utrustningen till linjen enligt fas-till-jord-schemat används koaxialkablar. Den vanligaste är en högfrekvent koaxialkabel av märket RK-75, vars inre ledare (fast eller tvinnad) är separerad från den yttre flätan genom isolering från ett högfrekvent dielektrikum. Den yttre skärmflätan fungerar som returledare. Den yttre ledaren är innesluten i en skyddande isolerande mantel.
RK-75-kabelns högfrekvensegenskaper, såväl som konventionella kommunikationskablar, bestäms av samma parametrar: vågmotstånd, kilometerdämpning och elektromagnetisk vågutbredningshastighet.
Tillförlitlig drift av HF-kanaler över luftledningar säkerställs genom högkvalitativ och regelbunden utförande av planerat förebyggande underhåll, vilket ger en hel rad arbeten på utrustningen för HF-kommunikationskanaler över luftledningar. För att utföra förebyggande mätningar tas kanalerna ur drift. Förebyggande underhåll inkluderar schemalagda kontroller av utrustning och kanaler, vars frekvens bestäms av utrustningens tillstånd, kvaliteten på det operativa underhållet, med hänsyn till förebyggande underhåll, och fastställs minst en gång vart tredje år. Oschemalagda kanalkontroller utförs när RF-vägen ändras, utrustningen är skadad och kanalen är opålitlig på grund av brott mot de reglerade parametrarna.