עקרון הפעולה והמטרה של ערוצי תקשורת HF של קווי מתח גבוה

קישור - קבוצה של מכשירים ומדיה פיזית המשדרים אותות. בעזרת ערוצים מועברים אותות ממקום למקום, וגם מועברים בזמן (בעת אחסון מידע).

המכשירים הנפוצים ביותר המרכיבים ערוץ הם מגברים, מערכות אנטנות, מתגים ומסננים. זוג חוטים, כבל קואקסיאלי, מוליך גל, תווך שבו מתפשטים גלים אלקטרומגנטיים משמשים לעתים קרובות כמדיום פיזי.

כבל קואקסיאלי — כבל בתדר גבוה שאחד המוליכים בו הוא צינור חלול העוטף לחלוטין את המוליך השני. החוט הפנימי ממוקם בדיוק לאורך ציר הצינור, וזו הסיבה שהכבל נקרא קואקסיאלי או קונצנטרי. כדי לשמור על החוט הפנימי במצב זה, או שהרווח בין החוטים החיצוניים והפנימיים מלא לגמרי בחומר מבודד, או שמבודדים בודדים ממוקמים מעל החוט הפנימי.

מכיוון שבכבל קואקסיאלי כל השדות החשמליים והמגנטיים מרוכזים ברווח שבין המוליכים החיצוניים והפנימיים, כלומר אין שדות חיצוניים, הפסדי קרינה זניחים. כדי להפחית הפסדים בעת חימום המתכת, החוט הפנימי יכול להתבצע בקוטר גדול (משטח החוט החיצוני בכל מקרה גדול מספיק).

אם הכבל הקואקסיאלי יהיה גמיש, אז המוליך החיצוני שלו עשוי בצורה של צמת מתכת גמישה והכבל מלא בחומר פלסטיק מבודד.

מבחינת טכנולוגיית תקשורת המאפיינים החשובים ביותר של ערוצי תקשורת הם העיוותים אליהם נתונים האותות המשודרים מעליו. הבחנה בין עיוותים ליניאריים ולא ליניאריים. עיוות ליניארי מורכבים מעיוותי תדר ופאזה ומתוארים על ידי התגובה החולפת או, באופן שווה, על ידי הרווח המורכב של הערוץ. עיוות לא ליניארי ניתנים על ידי תלות לא ליניארית שמראים כיצד האות משתנה כשהוא עובר בערוץ התקשורת.

ערוץ תקשורת מאופיין באוסף של אותות הנשלחים בקצה המשדר ואותות הנקלטים בקצה המקבל. במקרה שאותות הקלט והמוצא של הערוץ הם פונקציות המוגדרות על קבוצה נפרדת של ערכי ארגומנט, הערוץ נקרא מופרד... ערוצי תקשורת כאלה משמשים, למשל, במצבי פעולה פולסים של משדרים, בטלגרפיה, טלמטריה ומכ"ם.

באופן רציף נקרא ערוץ שאותות הפלט והקלט שלו הם פונקציות רציפות. ערוצים כאלה נמצאים בשימוש נרחב בטלפוניה, שידורי רדיו, טלוויזיה.גם ערוצי תקשורת דיסקרטיים ורציפים נמצאים בשימוש נרחב באוטומציה וטלמכניקה.

מספר ערוצים שונים יכולים לחלוק את אותו חיבור טכני. במקרים אלו (למשל בקווי תקשורת רב-ערוציים עם אותות חלוקת תדר או זמן), משולבים ומנתקים את הערוצים באמצעות מתגים או מסננים מיוחדים. לפעמים, להיפך, ערוץ אחד משתמש במספר קווי תקשורת טכניים.

תקשורת בתדר גבוה (תקשורת HF) היא סוג של תקשורת ברשתות חשמל, המאפשרת שימוש בקווי מתח גבוה כערוצי תקשורת. זרם חילופין בתדר של 50 הרץ זורם דרך חוטי קו החשמל של רשתות החשמל. המהות של ארגון תקשורת HF היא שאותם חוטים משמשים כהעברת אותות על הקו, אך בתדר שונה.

טווח התדרים של ערוצי תקשורת HF נע בין עשרות למאות קילו-הרץ. תקשורת בתדר גבוה מאורגנת בין שתי תחנות משנה שכנות, המחוברות באמצעות קו מתח במתח של 35 קילו וולט ויותר. ל זרם חילופין בתדר של 50 הרץ הגיעו לפסים של מתג תחנת המשנה, ואותות התקשורת למערכות התקשורת המתאימות משתמשים במדכאים ובקבלי תקשורת בתדר גבוה.

למלכודת HF יש התנגדות זרם קטנה בתדר התעשייתי והתנגדות גבוהה בתדר של ערוצי תקשורת בתדר גבוה. קבל צימוד - להיפך: יש לו התנגדות גבוהה בתדר של 50 הרץ, והתנגדות נמוכה בתדר של ערוץ התקשורת.זה מבטיח שרק 50 הרץ זורם לאוטובוסי התחנות ורק אותות בתדר גבוה לערכת תקשורת HF.

כדי לקבל ולעבד אותות תקשורת HF, מותקנים בשתי תחנות המשנה מסננים מיוחדים, משדרי אותות ומערכות ציוד המבצעות פונקציות מסוימות, שביניהם מאורגנת תקשורת HF. להלן נשקול אילו פונקציות ניתן ליישם באמצעות תקשורת HF.

הפונקציה החשובה ביותר היא השימוש בערוץ HF במכשירים להגנת ממסר ואוטומציה של ציוד תחנות משנה. ערוץ התקשורת HF משמש להגנה על קווי 110 ו-220 קילו-וולט הגנת פאזה-דיפרנציאלית והגנה כיוונית בתדר גבוה. ערכות הגנה מותקנות בשני הקצוות של קו התמסורת, המחוברים ביניהם באמצעות ערוץ תקשורת RF. בשל האמינות, המהירות והסלקטיביות שלהם, הגנה באמצעות ערוץ תקשורת HF משמשת כעיקרית עבור כל קו עילי של 110-220 קילו וולט.

ערוץ העברת אותות להגנת ממסר של קווי מתח (PTL) נקרא ערוץ הגנת ממסר... שלושה סוגים של הגנת HF נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר בטכנולוגיית הגנת ממסר:

• מסנן כיווני,

• שלט עם חסימת HF,

• שלב דיפרנציאלי.

בשני סוגי ההגנה הראשונים מועבר אות חסימת HF רציף דרך ערוץ ה-HF עם קצר חשמלי חיצוני, בהגנה על דיפרנציאל פאזה, פולסי מתח ה-HF מועברים דרך ערוץ הגנת הממסר. משך הפולסים וההפסקות זהה בערך ושווה למחצית מתקופת תדר האספקה.במקרה של קצר חשמלי חיצוני, המשדרים הממוקמים בשני קצוות הקו פועלים בחצי מחזורים שונים של תדר האספקה. כל אחד מהמקלטים מקבל אותות משני המשדרים. כתוצאה מכך, במקרה של קצר חשמלי חיצוני, שני המקלטים מקבלים אות חסימה מתמשך.

במקרה של קצר חשמלי בקו המוגן, מתרחשת הסטת פאזה של מתחי המניפולציה ומתרחשים מרווחי זמן כאשר שני המשדרים נעצרים. במקרה זה, מופיע זרם מפריע במקלט, המשמש ליצירת אות הפועל לפתיחת המפסק באותו קצה של הקו המוגן.

בדרך כלל, המשדרים בשני קצוות הקו פועלים על אותו תדר. עם זאת, בקווים למרחקים ארוכים יש לפעמים ערוצי הגנה ממסר עם משדרים הפועלים ב-HF שונה או בתדרים מרווחים (1500-1700 הרץ). עבודה על שני תדרים מאפשרת להיפטר מההשפעות המזיקות של אותות המשתקפים מהקצה הנגדי של הקו. ערוצי ממסר מגנים משתמשים בערוץ RF מיוחד (ייעודי).

ישנם גם מכשירים המשתמשים בערוץ תקשורת בתדר גבוה כדי לקבוע את מיקום הפגיעה בקו החשמל. בנוסף, ניתן להשתמש בערוץ התקשורת ה-RF להעברת אותות ציוד טלמכני, SCADA, ACS ומערכות ציוד APCS אחרות.לפיכך, באמצעות ערוץ התקשורת בתדר גבוה, ניתן לשלוט במצב הפעולה של ציוד התחנות, כמו גם לשדר פקודות לבקרת מתגים ופונקציות שונות. התקני הגנת ממסר.

פונקציה נוספת היא פונקציית טלפון... ערוץ HF יכול לשמש למשא ומתן תפעולי בין תחנות משנה שכנות. בתנאים מודרניים, פונקציה זו אינה רלוונטית, שכן קיימות דרכי תקשורת נוחות יותר בין אנשי השירות של המתקנים, אך ערוץ HF יכול לשמש כערוץ תקשורת גיבוי במקרה חירום, כאשר לא תהיה ניידת או תקשורת טלפונית קווית.

ערוץ תקשורת קו מתח - ערוץ המשמש להעברת אותות בטווח של 300 עד 500 קילו-הרץ. תוכניות שונות משמשות להפעלת הציוד של ערוץ התקשורת. לצד מעגל הארקה פאזי (איור 1), שהוא הנפוץ ביותר בשל חסכונו, נעשה שימוש במעגלים הבאים: פאזה, פאזה דו פאזי, דו פאזי הארקה, תלת פאזי הארקה. , פאזה-פאזה של קווים שונים. המלכודת בתדר גבוה, קבלי הצימוד ומסנן הצימוד המשמשים במעגלים אלה הם ציוד לעיבוד קו חשמל לארגון ערוצי תקשורת בתדר גבוה לאורך החוטים שלהם.

אורז. 1. דיאגרמת בלוקים של ערוץ תקשורת פשוט דרך קו תמסורת חשמל בין שתי תחנות משנה סמוכות: 1 - מלכודת HF; 2 - קבל צימוד; 3 - מסנן חיבור; 4 - כבל HF; 5 - מכשיר TU - TS; ג - חיישני טלמטריה; 7 - מקלטי טלמטריה; 8 - מכשירים להגנת ממסר ו/או אוטומציה טלפונית; 9 - מרכזיית טלפון אוטומטית; 10 - מנוי ATS; 11 - מנויים ישירים.

עיבוד לינארי נחוץ כדי להשיג ערוץ תקשורת יציב. ההנחתה של ערוץ ה-HF דרך קווי החשמל שתוכננו מחדש כמעט בלתי תלויה בסכימת מיתוג הקו.בהיעדר עיבוד, התקשורת תופסק כאשר קצוות קו ההולכה מנותקים או מוארקים. אחת הבעיות החשובות ביותר של תקשורת בקווי חשמל היא היעדר תדרים עקב המתח הנמוך בין הקווים המחוברים דרך פסי התחנה.

ניתן להשתמש בערוצי HF כדי לתקשר עם צוותים באתר המתקנים קווי חשמל פגומים ופתרון תקלות בהתקנות חשמל. לשם כך נעשה שימוש במשדרים ניידים מיוחדים.

נעשה שימוש בציוד ה-HF הבא המחובר לקו החשמל שהומר:

• ציוד משולב לטלמכניקה, אוטומציה, הגנת ממסר וערוצי טלפון;

• ציוד מיוחד לכל אחת מהפונקציות המפורטות;

• ציוד תקשורת למרחקים ארוכים המחובר לקו החשמל דרך מכשיר החיבור ישירות או בעזרת יחידות נוספות להסטת התדר והעלאת רמת השידור;

• ציוד בקרת דחף קו.