उच्च वोल्टेज बिजली लाइनों के एचएफ संचार चैनलों के संचालन और उद्देश्य का सिद्धांत

लिंक - उपकरणों और भौतिक मीडिया का एक सेट जो संकेतों को प्रसारित करता है। चैनलों की मदद से, संकेतों को एक स्थान से दूसरे स्थान पर प्रेषित किया जाता है, और समय में भी स्थानांतरित किया जाता है (सूचना संग्रहीत करते समय)।

चैनल बनाने वाले सबसे आम उपकरण एम्पलीफायर, एंटीना सिस्टम, स्विच और फिल्टर हैं। तारों की एक जोड़ी, एक समाक्षीय केबल, एक वेवगाइड, एक माध्यम जिसमें विद्युत चुम्बकीय तरंगें फैलती हैं, अक्सर भौतिक माध्यम के रूप में उपयोग की जाती हैं।

समाक्षीय तार - एक उच्च-आवृत्ति केबल जिसमें एक कंडक्टर एक खोखली ट्यूब होती है जो दूसरे कंडक्टर को पूरी तरह से घेर लेती है। भीतरी तार पाइप की धुरी के साथ स्थित है, यही वजह है कि केबल को समाक्षीय या संकेंद्रित कहा जाता है। आंतरिक तार को इस स्थिति में रखने के लिए, या तो बाहरी और आंतरिक तारों के बीच का स्थान पूरी तरह से इन्सुलेट सामग्री से भरा होता है, या अलग-अलग इन्सुलेटर को आंतरिक तार के ऊपर रखा जाता है।

चूंकि एक समाक्षीय केबल में सभी विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र बाहरी और आंतरिक कंडक्टरों के बीच की जगह में केंद्रित होते हैं, अर्थात कोई बाहरी क्षेत्र नहीं होते हैं, विकिरण हानि नगण्य होती है। धातु को गर्म करते समय होने वाले नुकसान को कम करने के लिए, आंतरिक तार को एक बड़े व्यास के साथ बनाया जा सकता है (किसी भी मामले में बाहरी तार की सतह काफी बड़ी होती है)।

यदि समाक्षीय केबल को लचीला बनाना है, तो इसके बाहरी कंडक्टर को लचीली धातु की चोटी के रूप में बनाया जाता है और केबल को प्लास्टिक इंसुलेटिंग सामग्री से भर दिया जाता है।

संचार प्रौद्योगिकी के संदर्भ में संचार चैनलों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं वे विकृतियां हैं जिनसे इसके ऊपर प्रेषित सिग्नल प्रभावित होते हैं। रैखिक और गैर-रैखिक विकृतियों के बीच अंतर। रैखिक विकृति आवृत्ति और चरण विकृतियों से मिलकर बनता है और चैनल के जटिल लाभ द्वारा क्षणिक प्रतिक्रिया या समकक्ष द्वारा वर्णित किया जाता है। अरेखीय विकृति गैर-रैखिक निर्भरताओं द्वारा दिए गए हैं जो दिखाते हैं कि संचार चैनल के माध्यम से यात्रा करते समय सिग्नल कैसे बदलता है।

एक संचार चैनल को संकेतों के एक संग्रह की विशेषता होती है जो संचारण छोर पर भेजे जाते हैं और संकेत जो प्राप्त करने वाले छोर पर प्राप्त होते हैं। यदि चैनल इनपुट और आउटपुट सिग्नल तर्क मूल्यों के असतत सेट पर परिभाषित कार्य हैं, तो चैनल को कहा जाता है अलग... इस तरह के संचार चैनलों का उपयोग, उदाहरण के लिए, टेलीग्राफी, टेलीमेट्री और रडार में ट्रांसमीटरों के संचालन के स्पंदित मोड में किया जाता है।

लगातार एक चैनल कहा जाता है जिसका आउटपुट और इनपुट सिग्नल निरंतर कार्य करता है। इस तरह के चैनलों का व्यापक रूप से टेलीफोनी, रेडियो प्रसारण, टेलीविजन में उपयोग किया जाता है।असतत और निरंतर संचार चैनल भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं स्वचालन और टेलीमैकेनिक्स में.

कई अलग-अलग चैनल समान तकनीकी कनेक्शन साझा कर सकते हैं। इन मामलों में (उदाहरण के लिए, आवृत्ति या समय विभाजन संकेतों के साथ बहु-चैनल संचार लाइनों में), चैनलों को विशेष स्विच या फिल्टर का उपयोग करके जोड़ा और डिस्कनेक्ट किया जाता है। कभी-कभी, इसके विपरीत, एक चैनल कई तकनीकी संचार लाइनों का उपयोग करता है।

उच्च-आवृत्ति संचार (एचएफ संचार) विद्युत नेटवर्क में एक प्रकार का संचार है, जो संचार चैनलों के रूप में उच्च-वोल्टेज बिजली लाइनों के उपयोग के लिए प्रदान करता है। 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक प्रत्यावर्ती धारा विद्युत लाइन के तारों के माध्यम से प्रवाहित होती है विद्युत नेटवर्क। एचएफ संचार के संगठन का सार यह है कि समान तारों का उपयोग लाइन पर सिग्नल ट्रांसमिशन के रूप में किया जाता है, लेकिन एक अलग आवृत्ति के साथ।

एचएफ संचार चैनलों की आवृत्ति रेंज दसियों से सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ तक है। उच्च-आवृत्ति संचार दो पड़ोसी सबस्टेशनों के बीच आयोजित किया जाता है, जो 35 kV और अधिक के वोल्टेज के साथ एक विद्युत लाइन से जुड़े होते हैं। को 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रत्यावर्ती धारा सबस्टेशन स्विचगियर के बसबारों तक पहुंच गया, और संबंधित संचार सेटों के संचार संकेतों में उच्च-आवृत्ति सप्रेसर्स और संचार कैपेसिटर का उपयोग किया गया।

एक एचएफ जाल में औद्योगिक आवृत्ति पर एक छोटा वर्तमान प्रतिरोध होता है और उच्च आवृत्ति संचार चैनलों की आवृत्ति पर एक उच्च प्रतिरोध होता है। एक युग्मन संधारित्र - इसके विपरीत: इसमें 50 हर्ट्ज की आवृत्ति पर उच्च प्रतिरोध होता है, और संचार चैनल की आवृत्ति पर कम प्रतिरोध होता है।यह सुनिश्चित करता है कि सबस्टेशन बसों में केवल 50 हर्ट्ज करंट प्रवाहित हो और एचएफ संचार सेट के लिए केवल उच्च आवृत्ति संकेत हों।

एचएफ संचार संकेतों को प्राप्त करने और संसाधित करने के लिए, विशेष फिल्टर, सिग्नल ट्रांसीवर और उपकरणों के सेट जो कुछ कार्य करते हैं, दोनों सबस्टेशनों पर स्थापित किए जाते हैं, जिनके बीच एचएफ संचार आयोजित किया जाता है। नीचे हम विचार करेंगे कि एचएफ संचार का उपयोग करके कौन से कार्यों को कार्यान्वित किया जा सकता है।

सबस्टेशन उपकरण के रिले संरक्षण और स्वचालन के लिए उपकरणों में एचएफ चैनल का सबसे महत्वपूर्ण कार्य है। एचएफ संचार चैनल का उपयोग 110 और 220 केवी लाइनों-चरण-अंतर संरक्षण और दिशात्मक उच्च आवृत्ति सुरक्षा के संरक्षण के लिए किया जाता है। ट्रांसमिशन लाइन के दोनों सिरों पर सुरक्षा सेट स्थापित होते हैं, जो एक आरएफ संचार चैनल द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। उनकी विश्वसनीयता, गति और चयनात्मकता के कारण, प्रत्येक 110-220 केवी ओवरहेड लाइन के लिए एचएफ संचार चैनल का उपयोग करके सुरक्षा का उपयोग मुख्य के रूप में किया जाता है।

विद्युत लाइनों (पीटीएल) के रिले संरक्षण के लिए एक सिग्नल ट्रांसमिशन चैनल को रिले सुरक्षा चैनल कहा जाता है... रिले सुरक्षा प्रौद्योगिकी में तीन प्रकार के एचएफ संरक्षण का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• दिशात्मक फ़िल्टर,

• एचएफ ब्लॉकिंग के साथ रिमोट,

• अंतर चरण।

पहले दो प्रकार की सुरक्षा में, एक निरंतर एचएफ अवरोधक संकेत एचएफ चैनल के माध्यम से बाहरी शॉर्ट सर्किट के माध्यम से प्रेषित होता है, चरण अंतर संरक्षण में, एचएफ वोल्टेज दालों को रिले सुरक्षा चैनल के माध्यम से प्रेषित किया जाता है। स्पंदन और ठहराव की अवधि लगभग समान होती है और आपूर्ति आवृत्ति की आधी अवधि के बराबर होती है।बाहरी शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, लाइन के दोनों सिरों पर स्थित ट्रांसमीटर आपूर्ति आवृत्ति के विभिन्न आधे चक्रों में काम करते हैं। प्रत्येक रिसीवर दोनों ट्रांसमीटरों से संकेत प्राप्त करता है। नतीजतन, बाहरी शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, दोनों रिसीवर एक निरंतर अवरोधक संकेत प्राप्त करते हैं।

संरक्षित लाइन पर शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, हेरफेर वोल्टेज का एक चरण बदलाव होता है और दोनों ट्रांसमीटर बंद होने पर समय अंतराल होता है। इस मामले में, रिसीवर में एक बाधित धारा दिखाई देती है, जिसका उपयोग सिग्नल बनाने के लिए किया जाता है जो संरक्षित लाइन के उस छोर पर सर्किट ब्रेकर को खोलने के लिए कार्य करता है।

आम तौर पर, लाइन के दोनों सिरों पर ट्रांसमीटर समान आवृत्ति पर काम करते हैं। हालांकि, लंबी दूरी की लाइनों पर कभी-कभी रिले सुरक्षा चैनल होते हैं जिनमें ट्रांसमीटर अलग-अलग एचएफ या निकटवर्ती आवृत्तियों (1500-1700 हर्ट्ज) पर काम करते हैं। दो आवृत्तियों पर कार्य करने से रेखा के विपरीत छोर से परावर्तित संकेतों के हानिकारक प्रभावों से छुटकारा पाना संभव हो जाता है। सुरक्षात्मक रिले चैनल एक विशेष (समर्पित) आरएफ चैनल का उपयोग करते हैं।

ऐसे उपकरण भी हैं जो विद्युत लाइन क्षति के स्थान को निर्धारित करने के लिए उच्च-आवृत्ति संचार चैनल का उपयोग करते हैं। इसके अलावा, संकेतों को प्रसारित करने के लिए आरएफ संचार चैनल का उपयोग किया जा सकता है टेलीमैकेनिकल उपकरण, SCADA, ACS और अन्य APCS उपकरण प्रणालियाँ। इस प्रकार, उच्च-आवृत्ति संचार चैनल के माध्यम से, सबस्टेशन उपकरण के संचालन मोड को नियंत्रित करना संभव है, साथ ही स्विच और विभिन्न कार्यों को नियंत्रित करने के लिए कमांड प्रसारित करना संभव है। रिले सुरक्षा उपकरण.

एक अन्य कार्य एक टेलीफोन फ़ंक्शन है ... एचएफ चैनल का उपयोग पड़ोसी सबस्टेशनों के बीच परिचालन बातचीत के लिए किया जा सकता है। आधुनिक परिस्थितियों में, यह फ़ंक्शन प्रासंगिक नहीं है, क्योंकि सुविधाओं के सेवा कर्मियों के बीच संचार के अधिक सुविधाजनक तरीके हैं, लेकिन आपातकालीन स्थिति में एचएफ चैनल बैकअप संचार चैनल के रूप में काम कर सकता है, जब कोई मोबाइल नहीं होगा या लैंडलाइन टेलीफोन संचार।

पावर लाइन संचार चैनल - एक चैनल जिसका उपयोग 300 से 500 किलोहर्ट्ज़ रेंज में संकेतों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है। संचार चैनल के उपकरण को चालू करने के लिए विभिन्न योजनाओं का उपयोग किया जाता है। फेज-ग्राउंड सर्किट (चित्र 1) के साथ, जो इसकी अर्थव्यवस्था के कारण सबसे आम है, निम्नलिखित सर्किट का उपयोग किया जाता है: फेज-फेज, फेज-टू-फेज, टू-फेज-ग्राउंड, थ्री-फेज-ग्राउंड , विभिन्न रेखाओं का चरण-चरण। इन सर्किटों में उपयोग किए जाने वाले हाई-फ़्रीक्वेंसी ट्रैप, कपलिंग कैपेसिटर और कपलिंग फ़िल्टर उनके तारों के साथ हाई-फ़्रीक्वेंसी संचार चैनलों को व्यवस्थित करने के लिए पावरलाइन प्रोसेसिंग उपकरण हैं।

चावल। 1. दो आसन्न सबस्टेशनों के बीच एक विद्युत संचरण लाइन के माध्यम से एक साधारण संचार चैनल का ब्लॉक आरेख: 1 - एचएफ ट्रैप; 2 - कपलिंग कैपेसिटर; 3 - कनेक्टिंग फ़िल्टर; 4 - एचएफ केबल; 5 - डिवाइस टीयू - टीएस; सी - टेलीमेट्री सेंसर; 7 - टेलीमेट्री रिसीवर; 8 - रिले सुरक्षा और / या टेली-स्वचालन के लिए उपकरण; 9 - स्वचालित टेलीफोन स्विचबोर्ड; 10 - एटीएस ग्राहक; 11 - प्रत्यक्ष ग्राहक।

स्थिर संचार चैनल प्राप्त करने के लिए रैखिक प्रसंस्करण आवश्यक है। पुन: डिज़ाइन की गई विद्युत लाइनों के माध्यम से एचएफ चैनल का क्षीणन लाइन स्विचिंग योजना से लगभग स्वतंत्र है।प्रसंस्करण की अनुपस्थिति में, संचार लाइन के सिरों के डिस्कनेक्ट या ग्राउंड होने पर संचार बाधित हो जाएगा। बिजली लाइनों पर संचार की सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक सबस्टेशन बसबारों के माध्यम से जुड़े लाइनों के बीच कम वोल्टेज की वजह से आवृत्तियों की कमी है।

एचएफ चैनलों का उपयोग क्षतिग्रस्त बिजली लाइनों की मरम्मत और विद्युत प्रतिष्ठानों की समस्या निवारण के लिए ऑन-साइट कर्मचारियों के साथ संवाद करने के लिए किया जा सकता है। इस उद्देश्य के लिए विशेष पोर्टेबल ट्रांसमीटर का उपयोग किया जाता है।

परिवर्तित विद्युत लाइन से जुड़े निम्नलिखित एचएफ उपकरण का उपयोग किया जाता है:

• टेलीमैकेनिक्स, स्वचालन, रिले सुरक्षा और टेलीफोन चैनलों के लिए संयुक्त उपकरण;

• किसी भी सूचीबद्ध कार्यों के लिए विशेष उपकरण;

• लंबी दूरी के संचार उपकरण सीधे कनेक्टिंग डिवाइस के माध्यम से या आवृत्ति को शिफ्ट करने और ट्रांसमिशन स्तर को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त इकाइयों की मदद से बिजली लाइन से जुड़े;

• लाइन आवेग नियंत्रण उपकरण।