Комуникационните канали са най-слабата връзка в веригата за защита на системата

But who will build the roads? (Юли 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Сигурна и надеждна защита

Инженерите по защита имат различни комуникационни канали, които да използват за релейна защита. Това е самото поле и е много важно за обсъждането на защитните системи. Исторически и понастоящем каналите обикновено са най-слабата връзка в защитната верига.

Комуникационните канали като най-слабата връзка в веригата за защита на системата (на снимката: Електрически стълб с линейни капани и кабел с оптични влакна)

Известен е напредъкът, постигнат от ранните приложения през 30-те години на миналия век до доста сложното и високо надеждно оборудване, което е на разположение в последно време. Това е специализирана област и заявленията за защита трябва да бъдат направени от специалисти в тази област, които са запознати с изискванията за защита.

Доброто инженерство за каналите е задължително за сигурна и надеждна защита, тъй като тя е за частта за релейна защита.

Съдържание:

  1. Носител на мощност: On-Off или Shift честота
  2. Пилотни проводници - Предаване на аудио тонове
  3. Пилотни проводници - 50 Hz или 60 Hz предаване
  4. Цифрови канали
  5. резюме

1. Кабел за мощност - включен или честотен превключвател

Започвайки в началото на 30-те години, радиочестотите между 50 и 150 kHz бяха насложени върху линиите за захранване за пилотна защита. Първоначално те се използват в режим на включване и изключване, а при прогреса на изкуството става достъпно и честотно превключване.

Те са известни като канали за пренос на електроенергия (PLCC) и са широко използвани с честоти между 30 и 300 kHz. Фигура 1 илюстрира типичен канал от този тип.

В Съединените щати най-често се използва свързване от фаза към земя . Другите използвани типове са фазово-фазово, двуфазово-наземно и т.н. Предавателите генерират около 1 - 10 W радиочестотна (RF) мощност .

В миналото са били налични предаватели от 100 W, но те в момента не се използват често. RF сигналът е свързан към линията за високо напрежение чрез линеен тунер и свързващ кондензатор, както е показано. Тунерът, обикновено монтиран в основата на съединителния кондензатор, анулира капацитета на съединителния кондензатор.

Това осигурява по същество резистивен път с нисък импеданс за ефективно прехвърляне на RF сигнали към и от секцията на линията.

Фигура 1 - Типична еднолинейна схема за канал за пренос на електроенергия от фаза-земя

В отдалечения край енергията за радиочестотна енергия преминава през подобно оборудване към приемника. Предавателят-приемникът може да бъде настроен на същата честота или на различни честоти, което може да изисква двучестотен тунер .

Индуктивността между свързващия кондензатор и земята показва висок импеданс на RF сигнала, но нисък импеданс на системата 50 или 60 Hz. Това устройство може също така да захранва вторично напрежение като устройства за напрежение на кондензатор за свързване (CCVTs), като в този случай три се използват за свързване на отделни фази и само един се използва за свързване, както е показано.

В линията за високо напрежение е свързан линеен филтър на всеки терминал, който е само външен от RF пътя. Той е настроен да осигури висок импеданс на RF, за да се сведе до минимум загубата на сигнал в автобусите и свързаните с тях системи и да се предотврати външните земни неизправности от потенциално късо съединение на сигнала.

Капаците се предлагат за настройка на една честота, двойна (две) честоти или широка честота на RF честотите. Те са предназначени да носят текущ ток от 50 до 60 Hz при ниска загуба и да издържат максималния ток на повреда, който може да премине през линията.

Фигура 2 - Свързване на единична фаза-земя (централна фаза)

Въпреки че RF сигналът е въведен в една от фазите, той се разпространява от всички трифазни проводници. Има няколко случая, когато случайното свързване към различни фази на двата терминала е останало незабелязано в продължение на няколко години, тъй като е получен адекватен сигнал.

Всъщност, сигналът може да бъде по-голям, когато се свърже с различни фази.

Анализът на модела предостави важен модерен инструмент за прогнозиране на производителността на носителя и най-добрия метод за свързване и предаване. Това е важно, особено за дълги линии.

Надземните електропровода имат тенденция да имат характерен импеданс (Z 0 ) между 200 и 500 V фаза-земя и 400-488 V между фазите. Оборудването и съединителя на носещото устройство отговарят по-специално на тези стойности за максимално предаване на мощността на RF.

Кръговете и прекъсванията, особено ако са на четвъртини дължини на вълните, могат да доведат до високи загуби на сигнал. RF сигналите трябва да бъдат избрани, за да се избегнат тези проблеми.

Захранващите кабели на силовите кабели може да са невъзможни или много трудни, тъй като характерен импеданс е нисък и загубите са по-високи от тези за въздушните линии.

Предавателите-приемници на носещи устройства се задействат при включване / изключване, честотно отместване с сигнали за пространствено отстояние или единична странична лента, в зависимост от дизайна и приложението.

Шумът при повреда на дъгата не е бил проблем или е значителен фактор при използването на носещия елемент за защита. Изключващите превключватели с токове по-малки от 200 А могат да причинят работа на приемниците на приемника, но това не нарушава защитата, използвана при този тип оборудване.

Повече информация: Разглеждане на канал за пренос на електроенергия и приложение

Изтеглете хартия

Връщане към съдържанието ↑

2. Пилотни проводници - Предаване на аудио тонове

За защита се използват аудио тонове в диапазона 1000-3000 Hz. Те са по-съвместими за ползване при отдадени под наем телефонни апарати и следователно често се прилагат за тези защитни канали.

са приложими опасностите за опасност и посочените по-горе решения. Когато се използват, неутрализиращите трансформатори трябва да могат да предават аудиочестотите с ниски загуби.

Предлагат се устройства за честотно отместване, включване и изключване и импулсно кодиране .

Връщане към съдържанието ↑

3. Пилотни проводници - 50 Hz или 60 Hz предаване

Един от ранните и все още използвани канали е усукана двойка "телефонни" проводници, които осигуряват ниско напрежение, нискоенергийна непрекъсната верига между терминалите на защитената зона.

За предпочитане, проводниците от порядъка на AWG 19 са желани както за механична якост, така и за осигуряване на контур, който не е повече от около 2000 V за два терминала или не повече от 500 V на крак за три-терминални приложения.

Задължително е те да са усукани двойки, за да се минимизират външните разлики в напрежението между двойката от сигналите на други двойки в кабела и от външните напрежения извън кабела.

Проблемите, които се появяват при пилотните проводници, са резултат от индукция от мълния или паралелна верига на захранване, напрежение на изолацията от повишаване на напрежението на станцията по време на повреда, директен физичен контакт чрез мълния или със захранващата верига, или стрелба, насочена към електрически вериги.

Връщане към съдържанието ↑

4. Цифрови канали

През последните години цифровите канали се използват все по-често за пилотни комуникации. Някои от видовете цифрови канали, които се използват за тази функция, включват:

  • Тъмно влакно (специален оптичен кабел),
  • Мултиплексирани оптични системи (T1 и SONET),
  • Цифрова микровълнова,
  • Радиовръзки и
  • 56 kbps телефонни линии (цифрова услуга за данни).

Цифровата микровълнова печка може да бъде от точка до точка или да се използва в SONET пръстен . Цифровите комуникационни системи са само по себе си проучване и са извън обхвата на тази статия.

Фигура 3 - Най-популярният метод (и най-скъпият) е да се приложи SONET в серия от взаимосвързани пръстени, както е показано по-долу (SONET Network

,

Облакът

,

съдържа взаимосвързани пръстени, които обхващат САЩ). Самите пръстени се състоят от 4 двупосочни влакна - една основна двойка предаване / приемане и вторична (резервна) двойка предаване / приемане.

Важно е обаче инженерите в областта на защитата да се запознаят с тази област, тъй като цифровите комуникационни системи непрекъснато играят голяма роля в съвременните системи за защита.

Големият брой контролни кабели, които се изискват в подстанциите за защита и управление, се заменя в много случаи с цифрови комуникационни системи с прилагане на релейф на базата на микропроцесор. На практика всички съвременни микропроцесорни релета имат вградена цифрова комуникационна способност и портове за изпращане и получаване на цифрови съобщения .

По отношение на пилотните релейни системи, оптималната производителност на цифровите канали може да се получи от специална двойка влакна . Специалната двойка е практически незащитена от електрически смущения, има много нисък процент на грешка и много кратко време за забавяне на крайните данни.

Такова приложение обаче е много скъпо и може да бъде предразположено към продължителни прекъсвания, ако влакното бъде отрязано.

Мултиплексираните цифрови мрежови системи предлагат предимството на много ниски прекъсвания. В такива системи, ако пътят се загуби, алтернативен маршрут автоматично и бързо се вмъква. Такива системи също са по-икономични от тъмните влакна, тъй като могат да се мултиплексират до 24 канала на една двойка влакна.

Времето и времето за закъснение, за да се премине към алтернативен път, трябва да се имат предвид при прилагане на мултиплексирани цифрови комуникационни системи. Обичайните магнитуди на времето за забавяне и преминаване обаче обикновено не пречат на използването на мултиплексирани комуникационни системи в пилотни схеми, които използват цифрова релета.

Цифровата микровълнова печка е подходяща за схеми за пилотно препредаване, тъй като времето за забавяне на канала е много кратко (500-600 msec).

Загрижеността за използването на цифрова микровълнова е тенденцията му да избледнява по време на неблагоприятни метеорологични условия - при тези типове условия е най-вероятно да възникнат грешки в системата за захранване!

Някои от важните параметри, които трябва да се имат предвид при прилагане на цифровите комуникационни системи в пилотните релейни схеми, са следните :

1. Забавяне на времето от край до край

Пилотната система трябва да е способна да се справя с промените във времето за забавяне, които съществуват в много цифрови системи . Възможно е да съществува разлика между времето за забавяне, свързано с изпращането на сигнал, и това, свързано с получаването на сигнал.

Времето за отлагане може също да се промени, когато се вмъкнат алтернативни пътища.

2. Прекъсвания на комуникационния канал

Системата трябва да бъде проектирана така, че да може да се ресинхронизира след превключване на комуникационната мрежа.

3. Прекалено малко грешки.

Високото отслабване, причинено от дългите разстояния, може да доведе до високи честоти на грешка, които са много високи за получаване на задоволителна работа на пилотната система. Освен това медни връзки могат да съществуват в комуникационните мрежи, което води до възможността за електрически смущения.

Замяната на двойките проводници, използвани в електромеханичните схеми на пилотните проводници, трябва да има много къси закъснения от край до край. Тези по-стари пилотни телени системи не бяха проектирани да отчитат забавяне на канала.

ЗАБЕЛЕЖКА: - При такива приложения е желателно забавяне на канала по-малко от 1 msec и канали със забавяне повече от 2 msec не трябва да се вземат под внимание .

Опитът показва, че цифровите канали, които се предлагат от телефонните компании чрез канални сервизни единици (CSU), не са подходящи за приложения за защитно препредаване. Тъй като CSU не е закален за използване в рамките на подстанция, пропуските в близост могат да доведат до загуба на канала.

Периодични прекъсвания, продължителни забавяния (повече от 20 мсек) и асиметрични закъснения са други проблеми, които са се появили при опит за прилагане на такива системи в схемите за препредаване.

Връщане към съдържанието ↑

резюме

Каналите, използвани за защитно повторно полагане, са както следва:

  1. Пилотни проводници - двойка усукани жици за предаване на 60, 50 Hz DC между терминалите. Първоначално бяха използвани двойки телефон, предпочитани са частни двойки.
  2. Аудио честотни тонове - Типове изключване или честотно изместване по двойки телени, носещи електропроводи или микровълни.
  3. Носител на електроенергия - Радиочестоти между 30 и 300 kHz, предавани главно по линии за високо напрежение. Използват се типове "on-off" или "честотна смяна".
  4. Микровълнова - Радиосигнал между 2 и 12 GHz, предаван по линията на зрение между терминалите. Няколко канала със защита от подносител или аудио сигнал.
  5. Цифров канал - Типовете медии включват специализирано оптично влакно (тъмно влакно) или мултиплексирани мрежи. Мултиплексираните мрежи включват мултиплексиране T1, SONET, цифрова микровълнова печка и радиовръзки.

    Когато се притежават от комуналните услуги, оптичните кабели могат да се вграждат в заземяващия проводник, да се увиват около захранващ кабел или да се погребват по пътя на пътя . Цифровите канали могат да бъдат отдадени под наем от външна телекомуникационна компания.

Връщане към съдържанието ↑

Захранващ кабел в линията за пренос на енергия (VIDEO)

Референция // Принципи и приложения за защита от преместване от J. Lewis Blackburn и Thomas J. Domin (Купете хартия от Amazon)

Свързани електрически ръководства и статии

ТЪРСЕНЕ: Статии, софтуер и ръководства