Как шифровалась связь: технологии защиты в годы войны. Системы высокочастотной связи в современной электроэнергетике Вч связь по лэп аппаратура спи 244

Технологические комплекс предназначен для организации цифровых высокочастотных каналов: связи, ТМ, передачи данных АСКУЭ, АСУ ТП и Ethernet по высоковольтным линиям электропередач (6 – 10) кВ.

Система защиты и согласования предназначена для присоединения всех типов каналообразующего оборудования связи, РЗ и ПА к ВЧ тракту ВЛ

Технологический комплекс EPW9 предназначен для организации цифровых и аналоговых высокочастотных каналов: связи, ТМ, РЗА, ПА, передачи данных АСКУЭ, АСУ ТП и Ethernet по высоковольтным линиям электропередач.

ET9 | DZ9 | CCP-4 | CSP-9 Организация высокочастотной связи по линиям электропередачи

Технологический комплекс ЕТТ9 предназначен для организации высокочастотных каналов связи, ТМ, РЗА, ПА, передачи данных АСКУЭ и АСУ ТП по высоковольтным линиям электропередач.

Аппаратура высокочастотной связи

ESV6 фильтр присоединения

Фильтры присоединения предназначены для присоединения аппаратуры ВЧ связи к воздушным и кабельным ВЛ по схемам фаза-земля или фаза-фаза.

ET8 аппаратура ВЧ связи по ЛЭП

Аппаратура ВЧ связи по ВЛ типа ЕТ8 дает возможность организации от одного до шести надежных аналоговых и цифровых каналов связи в диапазоне частот от 20 до 1000 кГц.

ECS8 система параметрирования и диагностики

Система контроля ECS8 предназначена для местного и удаленного управления (параметрирование и диагностика) оборудованием ВЧ связи семейства PLC2000.

TG8 узкополосный FSK модем

G8 это узкополосной модем с бинарной FSK модуляцией. Его использование является отличным решением для надежной передачи данных по речевым каналам связи даже при плохих условиях передачи. Тип применяемой модуляции (бинарная FSK) обеспечивает высокую устойчивость при воздействии помех и других влияющих факторов.

NF8 терминал НЧ доступа

Терминал НЧ доступа NF8 обеспечивает одновременную передачу речи, сигналов вызова и данных телемеханики, а также сигналов-команд телезащиты в диапазоне тональных частот от 300 Гц до 3720 Гц. Терминал NF8 обеспечивает самое еффективное (как с техничекой так и экономической точки зрения) использование полосы тональных частот.

DZ9 Устройство передачи сигналов команд РЗ

Устройство DZ9 позволяет передачу до 8 независимых команд РЗ по различным цифровым каналам связи и до 4 независимых команд РЗ по аналоговому каналу связи. Кодирование каналов и адаптивные алгоритмы обнаружения команд гарантируют оптимальные комбинации времени передачи, безопасности и надежности передачи команд в реальных условиях передачи.

DPA8 Устройство для передачи команд РЗ и ПА

DPA8 предназначено для передачи сигналов РЗ и ПА по любым аналоговым речевым каналам, но максимальная надежность и безопасность при минимальном времени передачи сигналов достигается при работе по каналам связи, организованным по ВЛ с помощью аппаратуры ЕТ8. DPA8 - это цифровое программируемое устройство, параметры которого позволяют оптимально приспособить утройства и характеристики команд РЗ и ПА в соответствии с требованиями систем защиты и пожеланиями потребителей.

Оптическая передача

SparkLight NG SDH STM 1/4/16/xWDM
ADM-16 | ADM-4/1 | HSP

SparkLight является компактным, мощным, высокоплотным и удобным для пользования SDH мультисервисным узлом нового поколения для предоставления услуг PCM (речи, данных), PDH (E1, E3), SDH (STM-1, STM-4, STM-16) и Ethernet (FE, ГбE) по SDH.

Радиорелейное оборудование

SparkWave
SDR HSP | SDR ADM | SDR STM | SDR GE | SDR AR

Многоскоростной многофункциональный радиорелейный узел для сетей нового поколения, работающий в диапазоне частот от 5 до 38 ГГц.

Оборудование SparkWave SDR HSP предназначено для радиорелейной передачи PDH и Ethernet сигналов, работающих в 5, 6, 7, 8, 11, 13, 15, 18, 23 и 26 ГГц частотных диапазонах.

Оборудование SparkWave SDR ADM

Оборудование SparkWave SDR STM-1 предназначено для радиорелейной передачи STM-1 трафика, работающего в 5, 6, 7, 8, 11, 13, 15, 18, 23 и 26 ГГц частотных диапазонах.

Оборудование SparkWave SDR GE является высокоэффективной, удобной для использования split-mount, точка-точка беспроводной радиорелейной линией радиосвязи, предназначенной для применений Gigabit Ethernet большой емкости.

SparkWave AR-18/23G активный ретранслятор обеспечивает весьма привлекательным решением радиотрассы на 18/23 ГГц.

Телекоммуникации в энергетике

PowerLink

Система ВЧ связи PowerLink позволяет передавать по высоковольтным линиям электропередачи сигналы РЗ и ПА, голос и данные. Технологии, использованные при разработке оборудования, полностью соответствуют последним стандартам и требованиям телекоммуникационных систем...

SWT 3000

Скомбинировав возможности цифровой и аналоговой перед ачи в одном устройстве, SWT 3000 образовало собой новый класс оборудования. Основными существенными характеристиками эффективной системы являются безопасность, надежность и время передачи команд. Система SWT 3000 в полной мере удовлетворяет этим требованиям...

МОСКВА, 11 мая - РИА Новости. В книге Владимира Богомолова "Момент истины" о Великой Отечественной Войне часто упоминаются "записки по ВЧ" и аппараты ВЧ-связи, по которым верховный главнокомандующий связывался со штабами. Связь была защищенной, и ее невозможно было подслушать без использования специальных средств. Что это был за тип связи?

"ВЧ-связь", "кремлёвка", АТС-1 - система защищенных каналов связи, которая и по сей день обеспечивает стабильность и конфиденциальность переговоров руководителей государства, министерств, стратегических предприятий. Методы защиты многократно усложнились и усовершенствовались, но задача осталась неизменной: беречь разговоры государственного уровня от посторонних ушей.

В годы Великой Отечественной Войны, по словам маршала И.Х.Баграмяна "без ВЧ-связи не начиналось и не проводилось ни одного значительного военного действия. ВЧ-связь сыграла исключительную роль как средство управления войсками и содействовала выполнению боевых операций". Ей обеспечивались не только штабы, но и командование непосредственно на передовых линиях, на дозорных пунктах, плацдармах. Уже на исходе войны наиболее кратко вклад правительственной связи в победу охарактеризовал прославленный маршал К.К. Рокоссовский: "Использование средств правительственной связи в годы войны произвело революцию в управлении войсками".

В основу правительственной связи, появившейся в 1930-е годы, был положен принцип высокочастотного (ВЧ) телефонирования. Он позволяет передавать человеческий голос, "перенесенный" на более высокие частоты, делая его недоступным для прямого прослушивания и давая возможность передавать несколько переговоров по одному проводу.
Первые опыты с внедрением высокочастотной многоканальной телефонной связи проводились с 1921 г. на Московском заводе "Электросвязь" под руководством В.М. Лебедева. В 1923 г. ученый П.В. Шмаков завершил опыты по одновременной передаче двух телефонных переговоров на высоких частотах и одного на низкой частоте по кабельной линии протяженностью 10 км.
Большой вклад в развитие высокочастотной телефонной связи внес ученый, профессор Павел Андреевич Азбукин. Под его руководством в 1925 г. на Ленинградской научно-испытательной станции была разработана и изготовлена первая отечественная аппаратура ВЧ-связи, которую можно было использовать на медных телефонных проводах.

Чтобы понять принцип телефонной ВЧ-связи, вспомним, что обычный человеческий голос производит колебания воздуха в полосе частот 300-3200 Гц, и поэтому для передачи звука по обычному телефонному каналу необходима выделенная полоса в пределах от 0 до 4 кГц, где звуковые колебания будут преобразовываться в электромагнитные. Прослушать телефонный разговор по простой телефонной линии можно, просто подключив телефонный аппарат, телефонную трубку или динамик к проводу. Но можно пустить по проводу более высокую полосу частот, значительно превышающую частоту голоса - от 10 кГц и выше.

Это будет так называемый несущий сигнал. И тогда колебания, возникающие от человеческого голоса, можно "спрятать" в изменении его характеристик — частоты, амплитуды, фазы. Эти изменения несущего сигнала и будут передавать звук человеческого голоса, образуя огибающий сигнал. Попытки подслушать разговор, подключившись к линии простым телефонным аппаратом, без специального устройства не получится - будет слышен только высокочастотный сигнал.
Первые линии правительственной ВЧ-связи были протянуты от Москвы в Харьков и Ленинград в 1930 году и вскоре технология распространилась по всей стране. К середине 1941 г. сеть правительственной ВЧ-связи включала в себя 116 станций, 20 объектов, 40 трансляционных пунктов и обслуживала около 600 абонентов. Работы инженеров того времени позволили также запустить в 1930 году первую автоматическую станцию Москвы, которая впоследствии проработала 68 лет.

В годы Великой Отечественной войны Москва ни минуты не оставалась без телефонной связи. Работники музея МГТС показали уникальные экспонаты, которые обеспечивали в тяжелые годы бесперебойное сообщение.

В тот период ученые и инженеры решали задачи по усовершенствованию защиты линий связи и одновременно вели разработки сложной шифрующей аппаратуры. Разработанные системы шифрования были очень высокого уровня и по оценкам руководства армией во многом обеспечили успех воинских операций. Маршал Г.К. Жуков отмечал: "Хорошая работа шифровальщиков помогла выиграть не одно сражение". Сходного мнения придерживался и маршал А.М. Василевский: "Ни одно донесение о готовящихся военно-стратегических операциях нашей армии не стало достоянием фашистских разведок".

Серия FOX предлагает современные решения на основе технологий первичных сетей SDH/PDH, спроектированные и испытанные для эксплуатации в жёстких условиях. Никакие другие мультиплексорные решения не обеспечивают такой широкий спектр специализированных продуктов - от телезащиты до гигабитного Ethernet с использованием технологии SDH и спектрального разделения.

Компания AББ уделяет особое внимание возможности модернизации продуктов для защиты капиталовложений и предлагает эффективные инструменты для технического обслуживания.

Комплексное коммуникационное решение серии FOX состоит из:

FOX505:Компактный мультиплексор доступа с пропускной способностью до STM-1.
FOX515/FOX615: Мультиплексор доступа с пропускной способностью до STM-4, обеспечивающий работу с широким диапазоном пользовательских интерфейсов для систем передачи данных и голоса. Реализация функций телезащиты и другие особенности, характерные для конкретной области применения, обеспечивают соблюдение всех требований по доступу к данным на предприятии.
FOX515H: Дополняет линейку FOX и предназначен для высокоскоростных линий связи.
FOX660: Мультисервисная платформа для систем передачи данных.

Все элементы серии FOX515 работают под управлением FOXMAN, унифицированной системы управления сетью компании ABB на основе SNMP. Ее открытая архитектура позволяет осуществлять интеграцию с системами управления сторонних поставщиков, как более высокого, так и более низкого уровня. Графическое отображение сети и управление по методу «указания и щелчка» делает систему FOXMAN идеальным решением для управления TDM и Ethernet на уровнях доступа и передачи данных.

Универсальная цифровая система ВЧ-связи ETL600 R4

ETL600 является современным решением вопроса обеспечения ВЧ-связи по ЛЭП для передачи речевых сигналов, данных и команд защиты по линиям высокого напряжения. Универсальная архитектура аппаратных и программных средств системы ETL600 делает беспредметным и устаревшим выбор между традиционным аналоговым и перспективным цифровым ВЧ-оборудованием. Используя те же самые аппаратные компоненты, пользователь может на месте выбрать цифровой или аналоговый рабочий режим посредством всего лишь нескольких нажатий клавиши мыши. В дополнение к удобству пользования, гибкости применения и беспрецедентной скорости передачи данных система ETL600 также гарантирует безусловную совместимость с существующей технологической средой и хорошо интегрируется в современные цифровые инфраструктуры связи.

Преимущества пользователя

Экономичное решение вопроса организации связи, обеспечивающее надежное управление и защиту энергосистемы.
Снижение затрат посредством общего резерва аппаратного оборудования и запасных частей для аналоговых и цифровых систем ВЧ-связи по ЛЭП.
Гибкая архитектура для легкой интеграции как в традиционное, так и в современное оборудование.
Надежная передача сигналов защиты
Эффективное использование ограниченных частотных ресурсов посредством гибкого выбора полосы передачи.
Резервное решение для выбранных критически-важных коммуникаций, которые обычно реализуются через широкополосные средства связи

Фильтр присоединения MCD80

Модульные устройства MCD80 применяются для соединения выводов устройства ВЧ связи, такого как AББ ETL600, через емкостной трансформатор напряжения к высоковольтным линиям.

Фильтр MCD80 обеспечивает оптимальное согласование импедансов для вывода линии ВЧ-связи, разделение частот и безопасную изоляцию частоты сети 50/60 Гц и переходных перенапряжений. Существует возможность конфигурирования для одно- и многофазной связи фильтрацией верхних частот или полосы пропускания. Устройства MCD80 соответствуют последним стандартам IEC и ANSI.

Основные преимущества фильтров MCD80:

Предназначены для работы с любыми типами аппаратуры ВЧ связи
Вся линейка фильтров: широкополосные, полосовые, разделительные, «фаза-фаза»Ю «фаза-земля»
Максимально возможный выбор полосы пропускания (по спецификации заказчика с шагом 1кГц)
Возможность присоединения, как к конденсаторам связи, так и трансформаторам напряжения
Широкий диапазон емкостей присоединения 1500пФ-20000пФ
Возможность перестройки на месте установки при изменении емкости присоединения в пределах рабочего диапазона емкостей (например, при замене конденсаторов на трансформаторы напряжения)
Низкое вносимое затухание в полосе пропускания (менее 1дБ)
Возможно параллельное подключение к одному ПФ до 9 терминалов мощностью 80 Вт по схеме фаза-земля и до 10 терминалов по схеме фаза-фаза
Встроенный однополюсный разъединитель (выключатель заземления)

ВЧ заградители для ВЛ-DLTC

Для защиты ВЧ-заградителей типа доступны два типа DLTC ограничителей перенапряжения.

Малые и среднеразмерные ВЧ-заградители оборудованы стандартными ограничителями перенапряжения AББ Polim-D без дуговых разрядников.

Крупные заградители оборудованы ограничителями ABB MVT, которые не имеют дугового разрядника и специально разработаны для использования с заградителями AББ. В них используются такие же чрезвычайно нелинейные металлооксидные варисторы (MO ограничители), что и в станционных ограничителях.

При проектировании блока настройки учитывается внутренняя утечка MO ограничителя. Металлооксидные ограничители перенапряжения AББ специально спроектированы для эксплуатации в сильных электромагнитных полях, которые часто присутствуют в ВЧ-заградителях линий связи по ЛЭП. В частности, они не содержат лишних металлических частей, в которых магнитное поле может индуцировать вихревые токи и вызвать недопустимое увеличение температуры. Модификация металлооксидных ограничителей перенапряжения для условий эксплуатации в заградителях на линиях ЛЭП была необходимой, так как компания AББ производит такие устройства для станций и полностью осведомлена о проблемах, которые возникают на практике. Ограничители перенапряжения, используемые в заградителях на линиях ЛЭП, имеют номинальный ток 10 кА.

Особенности и преимущества

Принципиальные преимущества ВЧ-заградителей линий ВЧ-связи типа DLTC

Информация с сайта

Страница 16 из 21

Конструкция линии электропередачи, определяемая ее главным назначением - передачей электрической энергии на расстояние, позволяет использовать ее для передачи информации. Высокий уровень эксплуатации и большая механическая прочность линий обеспечивают надежность каналов связи, близкую к надежности каналов по кабельным линиям связи. Вместе с тем при осуществлении по ВЛ каналов связи для передачи информации приходится учитывать особенности линий, затрудняющие их использование для целей связи. Такой особенностью является, например, наличие на концах линий оборудования подстанций, которое можно представить как цепь изменяющихся в широких пределах последовательно соединенных реактивного и активного сопротивления. Этими сопротивлениями через шины подстанций образуется связь между ВЛ, что приводит к увеличению тракта связи. Поэтому для снижения влияния между каналами и затухания с помощью специальных заградителей преграждают пути токам высокой частоты в сторону подстанций.
Значительно увеличивают затухание также ответвления от ВЛ. Эти и другие особенности линий требуют осуществления ряда мероприятий по созданию условий передачи информации.
Устройство ВЧ каналов по распределительным сетям 6-10 кВ сопряжено со значительными -трудностями из-за специфики построения сетей этих напряжений. На участках магистральных линий 6-10 к В между соседними коммутационными пунктами имеется большое число отпаек, линии секционируются разъединителями и выключателями, схемы первичной коммутации сетей нередко меняются, в том числе автоматически, из-за большей повреждаемости линий этих напряжений их надежность ниже, чем В71 35 кВ и выше. Передача сигналов в распределительных сетях зависит от многих факторов, влияющих на затухание сигнала: от длины и числа отпаек, материала проводов линии, нагрузки и др. Нагрузка может изменяться в широких пределах. При этом отключение отдельных отпаек, Как показывают исследования, иногда не только не уменьшает затухания, но, наоборот, из-за нарушения взаимной компенсации затуханий между соседними отпайками увеличивает ее. Поэтому каналы даже небольшой протяженности имеют значительное затухание и работают нестабильно. На работе каналов отрицательно сказываются также повреждения изоляторов, некачественное соединение проводов и неудовлетворительное состояние контактов коммутационной аппаратуры, Эти дефекты являются источниками помех, соизмеримых с уровнем передаваемого сигнала, что может вызывать прекращение работы канала и повреждение аппаратуры. Наличие на линиях секционирующих аппаратов приводит к полному прекращению работы ВЧ канала в случае их отключения и заземления одного из участков линии. Отмеченные недостатки существенно ограничивают, хотя и не исключают , использование линий 6-10 кВ для организации ВЧ каналов. И все-таки следует отметить, что широкого распространения ВЧ связь по распределительным сетям в настоящее время не получила.
По назначению ВЧ каналы связи по линиям электропередачи делятся на четыре группы: каналы диспетчерской связи, технологические, специальные и каналы линейно-эксплуатационной связи.
Не останавливаясь подробно на использовании и назначении каждой группы каналов, отметим, что для диспетчерских и технологические каналов телефонной связи используется в основном полоса тональных частот 300-3400 Гц <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.
Каналы линейно-эксплуатационной связи служат для организации связи диспетчера с работающими на трассе протяженной линии электропередачи или подстанциях ремонтными бригадами, когда постоянной связи с ними нет. Для этих каналов применяется упрощенная перевозная и переносная телефонная аппаратура.
По степени сложности ВЧ каналы делятся на простые и сложные. Каналы, состоящие только из двух комплектов оконечной ВЧ аппаратуры, называют простыми. Сложные каналы имеют в своем составе промежуточные усилители или несколько комплектов оконечной аппаратуры (на одинаковых частотах).

Оборудование высокочастотных каналов связи по ВЛ.

Присоединение аппаратуры связи к проводам линии электропередачи осуществляется с помощью специальных устройств так называемой аппаратуры присоединения и обработки линии, состоящей из конденсатора связи, заградителя и элементов защиты.

Рис. 21. Схема высокочастотного канала связи по ВЛ
На рис. 21 изображена схема образования канала связи по ВЛ. Передача сигналов токами высокой частоты Осуществляется передатчиками аппаратуры уплотнения J, размещенными на обоих концах ВЛ на подстанциях А и В.
Здесь же в составе аппаратуры уплотнения 1 имеются приемники, осуществляющие прием модулированных токов ВЧ и их преобразование. Для обеспечения передачи энергии сигнала токами ВЧ по проводам достаточно обработать на каждом конце линии один провод с помощью заградителя 5, конденсатора связи 4 и фильтра присоединения 3, который соединяется с аппаратурой уплотнения 1 при помощи ВЧ кабеля 2. Для обеспечения безопасности работы персонала на фильтре присоединения при работающем ВЧ канале служит заземляющий нож 6.
Присоединение высокочастотной аппаратуры по схеме рис. 21 носит название фаза-земля. Такая схема может использоваться для образования одноканальных и многоканальных систем передачи информации. Применяются также другие схемы присоединения.
При необходимости подключения к линии электропередачи аппаратуры, установленной на трассе линии (телефонная передвижная аппаратура ремонтных бригад, аппаратура дистанционно управляемой УКВ радиостанции и т. п.), используются, как правило, антенные устройства присоединения. В качестве антенны применяются отрезки изолированного провода определенной длины или участки грозозащитного троса.
Высокочастотный (линейный) заградитель обладает высоким сопротивлением для рабочей частоты канала и служит для заграждения пути этим токам, уменьшая их утечку в сторону подстанции. При отсутствии заградителя затухание канала может увеличиться, так как небольшое входное сопротивление подстанции шунтирует ВЧ канал. Заградитель состоит из силовой катушки (реактора), элемента настройки и устройства защиты. Силовая катушка является основным элементом заградителя. Она должна выдерживать максимальные рабочие токи линии и токи КЗ. Силовая катушка изготовляется из свитых в спираль медных или алюминиевых проводов соответствующего сечения, намотанных на рейки из древесно-слоистого пластика (дельта-древесина) или стеклотекстолита. Концы реек закрепляются на металлических крестовинах. На верхней крестовине крепится элемент настройки с защитными разрядниками. Элемент настройки служит для получения относительно высокого сопротивления заградителя на одной или нескольких частотах или полосах частот.
Элемент настройки состоит из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов и включается параллельно
силовой катушке. Силовая катушка и элемент настройки заградителя подвергаются воздействиям при атмосферных и коммутационных перенапряжениях и КЗ. Роль защиты от перенапряжений, как правило, выполняет вентильный разрядник, состоящий из искрового промежутка и нелинейного вилитового резистора.
В электрических сетях 6-220 кВ нашли применение заградители ВЗ-600-0,25 и КЗ-500, а также заградители со стальным сердечником типов ВЧЗС-100 и ВЧЗС-100В, отличающиеся друг от друга номинальным током и индуктивностью, устойчивостью и геометрическими параметрами силовой катушки, а также типом элемента настройки и его защиты.
Заградители врезаются в фазный провод линии электропередачи между линейным разъединителем и конденсатором связи. Высокочастотные заградители могут монтироваться в подвесном виде, на опорных конструкциях, в том числе и на конденсаторах связи.
Конденсаторы связи служат для подключения ВЧ аппаратуры к воздушной линии, при этом токи утечки промышленной частоты отводятся через конденсатор связи на землю, минуя аппаратуру высокой частоты. Конденсаторы связи рассчитаны на фазное напряжение (в сети с заземленной нейтралью) и на линейное напряжение (в сети с изолированной нейтралью). В нашей стране выпускаются конденсаторы связи двух типов: СМР (связи, маслонаполненный, с расширителем) и СММ (связи, маслонаполненный, в металлическом корпусе). Для различных напряжений конденсаторы комплектуют из отдельных элементов, соединенных последовательно. Конденсаторы связи могут устанавливаться на железобетонные или металлические опоры высотой около 3 м. Для изоляции нижнего элемента конденсатора типа СМР от тела опоры используют специальные фарфоровые подставки круглого сечения.

Фильтр присоединения служит связующим звеном между конденсатором связи и ВЧ аппаратурой, разделяя линию высокого напряжения и установку слабого тока, каковой является аппаратура уплотнения. Фильтр присоединения обеспечивает тем самым безопасность персонала и защиту аппаратуры от высокого напряжения, так как при заземлении нижней обкладки конденсатора связи образуется путь для токов утечки промышленной частоты. С помощью фильтра присоединения осуществляется согласование волновых сопротивлений линии и высокочастотного кабеля, а также компенсации реактивного сопротивления конденсатора связи в заданной полосе частот. Фильтры присоединения выполняются по трансформаторной и автотрансформаторной схемам и вместе с конденсаторами связи образуют полосовые фильтры.
Наибольшее распространение в организации ВЧ каналов связи по линиям электропередачи предприятия получил фильтр присоединения типа ОФП-4 (см. рис. 19). Фильтр заключен в стальном сварном корпусе с проходным изолятором для присоединения конденсатора связи и кабельной воронкой для ввода ВЧ кабеля. На стенке корпуса крепится разрядник, имеющий удлиненную шпильку для подключения шинки заземления и предназначенный для защиты элементов фильтра присоединения от перенапряжений. Фильтр рассчитан для присоединения ВЧ аппаратуры по схеме фаза-земля в комплекте с конденсаторами связи емкостью 1100 и 2200 пФ. Фильтр устанавливается, как правило, на опоре конденсатора связи и крепится к опоре болтами на высоте 1,6-1,8 м от уровня земли.
Как отмечалось, все переключения в цепях фильтра присоединения производятся при включенном заземляющем ноже, который служит для заземления нижней обкладки конденсатора связи при работе персонала. В качестве заземляющего ножа применяется однополюсный разъединитель для напряжения 6-10 кВ. Операции с заземляющим ножом производятся с помощью изолирующей штанги. Некоторые типы фильтров присоединения имеют смонтированный внутри корпуса заземляющий нож. Для обеспечения безопасности в этом случае должен устанавливаться отдельно стоящий заземляющий нож.
Высокочастотный кабель служит для электрического соединения фильтра присоединения (см. рис. 21) с приемопередающей аппаратурой. При подключении аппаратуры к линии по схеме фаза - земля применяются коаксиальные кабели. Наиболее распространенным является высокочастотный коаксиальный кабель марки РК-75, внутренний проводник (одножильный или многожильный) которого отделен от внешней оплетки изоляцией из высокочастотного диэлектрика. Внешняя экранная оплетка служит обратным проводом. Внешний проводник заключен в защитную изолирующую оболочку.
Высокочастотные характеристики кабеля РК-75, как и обычных кабелей связи, определяются теми же параметрами: волновым сопротивлением, километрическим затуханием и скоростью распространения электромагнитных волн.
Надежную работу ВЧ каналов по ВЛ обеспечивают качественное и регулярное выполнение планово-профилактических работ, предусматривающих целый комплекс работ на оборудовании ВЧ каналов связи по ВЛ. Для выполнения профилактических измерений каналы выводятся из работы. В состав профилактического обслуживания входят плановые проверки аппаратуры и каналов, периодичность которых определяется состоянием аппаратуры, качеством эксплуатационного обслуживания с учетом профилактических работ и устанавливается не реже 1 раза в 3 года. Внеплановые проверки каналов выполняются при изменении ВЧ тракта, повреждений оборудования и при ненадежной работе канала из-за нарушения регламентированных параметров.

Третий

Второй

Первый

Схема защиты трансформатора , в которой имеется дифференциальная и газовая защиты (ДЗ), реагирующие на отключение трансформатора с двух сторон и максимальная токовая защита (СЗ), которая должна производить отключение только с одной стороны.

При составлении принципиальной схемы релейной защиты в свернутом виде может быть не обнаружена электрическая связь цепей отключения двух выключателей. Из развернутой схемы (Схема 1)следует, что при такой связи (поперечная цепь) неизбежна ложная цепь. Необходимы два оперативных контакта у защитных реле (Схема 2), действующие на два выключателя или разделительное промежуточное реле (Схема 3).

Рис. – Схема защиты трансформатора: 1 – неправильная; 2,3 – правильные

Неразделенные цепи высшего и низшего напряжения трансформатора.

Из рисунка (1) видна невозможность независимого отключения одной из сторон трансформатора без отключения другой.

Указанная ситуация исправляется включением промежуточного реле КL.

Рис. – Схемы защиты трансформатора: 1 – неправильная; 2 – правильная

Защиты генератора и трансформатора блока на электростанции действуют, как и требуется, на отключение выключателя и автомата гашения поля через разделительные промежуточные реле КL1 и КL2, но реле присоединены к разным секциям шинок питания, т.е. через разные предохранители.

Ложная цепь, показанная стрелками, образовалась через лампу контроля HL предохранителей в результате перегорания предохранителя FU2.

Рис. – Образование ложной цепи при перегорании предохранителя

1, 2, 3 – оперативные контакты реле

Схемы с питанием цепей вторичных соединений оперативным постоянным и переменным током

При хорошо изолированных от земли полюсах источника питания замыкание на землю в одной какой-либо точке цепи вторичных соединений обычно не влечет за собой вредных последствий. Однако второе замыкание на землю может вызвать ложное включение или отключение, неправильную сигнализацию и др. Профилактическими мерами в этом случае могут быть:

а) сигнализация о первом замыкании на землю в одном из полюсов; б) двухполюсное (двухстороннее) отделение элементов цепей управления – практически не применяется из-за сложности.

При изолированных полюсах (Рис.) заземление в точке а при разомкнутых замыкающих контактах 1 еще не вызовет ложного действия катушки командного органа К, но как только появится второе повреждение изоляции на землю в разветвленной сети положительного полюса, неминуема ложная работа аппарата, так как контакт 1 оказывается зашунтированным. Вот почему необходима сигнализация о замыкании на землю в оперативных цепях, и прежде всего на полюсах источника питания.

Рис. – Ложное срабатывание аппарата при втором замыкании на землю

Однако в сложных цепях с большим числом последовательно включенных оперативных контактов такая сигнализация может и не выявить возникшего замыкания на землю (Рис.).

Рис. – Неэффективность контроля изоляции в сложных цепях

При появлении заземления между контактами в точке а сигнализация невозможна.

В практике эксплуатации автоматических установок со слаботочной аппаратурой (до 60 В) прибегают иногда к намеренному заземлению одного из полюсов, например положительного (он более запыляется и подвержен электролитическим явлениям, т.е. и без того имеет ослабленную изоляцию). Это облегчает обнаружение и ликвидацию аварийного очага. В таком случае рекомендуется подсоединять катушку цепей управления одним концом к тому полюсу, который заземлен.

Все сказанное о питании цепей на постоянном оперативном токе, может быть отнесено и к оперативному переменному току с питанием цепей линейным напряжением. При этом следует учесть вероятность ложной работы (из-за емкостных токов) и резонансных явлений. Поскольку предусмотреть условия надежной работы в этом случае затруднительно, то иногда применяются вспомогательные изолирующие промежуточные трансформаторы с заземлением одного из зажимов на вторичной стороне.

Как видно из схемы, в этом случае при повреждении изоляции на землю в точке 2 перегорает предохранитель FU1 и замыкание на землю в точке 1 не вызывает ложного включения контактора К.

Схема включения конденсаторов с разделительными диодами

Высокочастотная (ВЧ) связь по линиям высокого напряжения получила значительное распространение во всех странах. В Украине этот вид связи широко используется в энергосистемах для передачи информации различного характера. Высокочастотные каналы используются для передачи сигналов релейной защиты линий, телеотключения выключателей, телесигнализации, телеуправления, телерегулирования и телеизмерения, для диспетчерской и административно-хозяйственной телефонной связи, а также для передачи данных.

Каналы связи по линиям электропередачи дешевле и надежнее каналов по специальным проводным линиям, так как не расходуются средства на сооружение и эксплуатацию собственно линии связи, а надежность линии электропередачи значительно выше надежности обычных проводных линий. Осуществление высокочастотной связи по линиям электропередачи связано с особенностями, не встречающимися в проводной связи.

Для подключения аппаратуры связи к проводам линий электропередачи необходимы специальные устройства обработки и присоединения, позволяющие отделить высокое напряжение от слаботочной аппаратуры и осуществить тракт для передачи ВЧ сигналов (рис. 1).

Рис. – Присоединение высокочастотной аппаратуры связи к линиям высокого напряжения

Одним из основных элементов схемы присоединения аппаратуры связи к линиям электропередачи является конденсатор связи высокого напряжения. Конденсатор связи, включаемый на полное напряжение сети, должен обладать достаточной электрической прочностью. Для лучшего согласования входного сопротивления линии и устройства присоединения емкость конденсатора должна быть достаточно большой. Выпускаемые сейчас конденсаторы связи дают возможность иметь емкость присоединения на линиях любого класса по напряжению не меньше 3000 пФ, что позволяет получить устройства присоединения с удовлетворительными параметрами. Конденсатор связи подключают к фильтру присоединения, который заземляет нижнюю обкладку этого конденсатора для токов промышленной частоты. Для токов высокой частоты фильтр присоединения совместно с конденсатором связи согласует сопротивление высокочастотного кабеля с входным сопротивлением линии электропередачи и образует фильтр для передачи токов высокой частоты от ВЧ кабеля в линию с малыми потерями. В большинстве случаев фильтр присоединения с конденсатором связи образуют схему полосового фильтра, пропускающего определенную полосу частот.

Ток высокой частоты, проходя через конденсатор связи по первичной обмотке фильтра присоединения на землю, .наводит во вторичной обмотке L2 напряжение, которое через конденсатор С1 и соединительную линию попадает на вход аппаратуры связи. Ток промышленной частоты, проходящий через конденсатор связи, мал (от десятков до сотен миллиампер), и падение напряжения на обмотке фильтра присоединения не превышает нескольких вольт. При обрыве или плохом контакте в цепи фильтра присоединения он может оказаться под полным напряжением линии, и поэтому в целях безопасности все работы на фильтре производят при заземлении нижней обкладки конденсатора специальным заземляющим ножом.

Согласованием входного сопротивления ВЧ аппаратуры связи и линии достигают минимальных потерь энергии ВЧ сигнала. Согласование с воздушной линией (ВЛ), имеющей сопротивление 300–450 Ом, не всегда удается выполнить полностью, так как при ограниченной емкости конденсатора связи фильтр с характеристическим сопротивлением со стороны линии, равным характеристическому сопротивлению ВЛ, может иметь узкую полосу пропускания. Для получения.нужной полосы пропускания в ряде случаев приходится допускать повышенное (до 2 раз) характеристическое сопротивление фильтра со стороны линии, мирясь с несколько большими потерями вследствие отражения. Фильтр присоединения, устанавливаемый у конденсатора связи, соединяют с аппаратурой высокочастотным кабелем. К одному кабелю может быть подключено несколько высокочастотных аппаратов. Для ослабления взаимных влияний между ними применяют разделительные фильтры.

Каналы системной автоматики – релейной защиты и телеотключения, которые должны быть особо надежны, требуют обязательного применения разделительных фильтров для отделения других каналов связи, работающих через общее устройство присоединения.

Для отделения ВЧ тракта передачи сигнала от оборудования высокого напряжения подстанции, которое может иметь низкое сопротивление для высоких частот канала связи, в фазный провод линии высокого напряжения включается высокочастотный заградитель. Высокочастотный заградитель состоит из силовой катушки (реактора), по которой проходит рабочий ток линии, и элемента настройки, присоединяемого параллельно катушке. Силовая катушка заградителя с элементом настройки образуют двухполюсник, который имеет достаточно высокое сопротивление на рабочих частотах. Для тока промышленной частоты 50 Гц заградитель имеет очень малое сопротивление. Находят применение заградители, рассчитанные на запирание одной или двух узких полос (одно- и двухчастотные заградители) и одной широкой полосы частот в десятки и сотни килогерц (широкополосные заградители). Последние получили наибольшее распространение, несмотря на меньшее сопротивление в полосе заграждения по сравнению с одно- и двухчастотными. Эти заградители дают возможность запирать частоты нескольких каналов связи, подключенные к одному и тому же проводу линии. Высокое сопротивление заградителя в широкой полосе частот можно обеспечить тем легче, чем больше индуктивность реактора. Получить реактор с индуктивностью в несколько миллигенри сложно, так как это приводит к значительному увеличению размеров, массы и стоимости заградителя. Если ограничить активное сопротивление в полосе запираемых частот до 500–800 Ом, что достаточно для большинства каналов, то индуктивность силовой катушки может быть не более 2 мГ.

Заградители выпускаются с индуктивностью от 0,25 до 1,2 мГ на рабочие токи от 100 до 2000 А. Рабочий ток заградителя тем выше, чем выше напряжение линии. Для распределительных сетей выпускают заградители на 100–300 А, а для линий 330 кВ и выше наибольший рабочий ток заградителя 2000 А.

Различные схемы настройки и необходимый диапазон запираемых частот получают, используя конденсаторы, дополнительные катушки индуктивности и резисторы, имеющиеся в элементе настройки заградителя.

Присоединение к линии можно осуществить различными способами. При несимметричной схеме ВЧ аппаратуру включают между проводом (или несколькими проводами) и землей по схемам «фаза – земля» или «две фазы – земля». При симметричных схемах ВЧ аппаратуру подключают между двумя или несколькими проводами линий («фаза – фаза», «фаза – две фазы»). На практике применяют схему «фаза – фаза». При включении аппаратуры между проводами разных линий используют лишь схему «фаза – фаза разных линий».

Для организации ВЧ каналов по линиям высокого напряжения применяют диапазон частот 18–600 кГц. В распределительных сетях используют частоты, начиная от 18 кГц, на магистральных линиях 40–600 кГц. Для получения удовлетворительных параметров ВЧ тракта на низких частотах необходимы большие значения индуктивностей силовых катушек заградителей и емкостей конденсаторов связи. Поэтому нижняя граница по частоте ограничена параметрами устройств обработки и присоединения. Верхняя граница частотного диапазона определяется допустимым значением линейного затухания, которое растет с увеличением частоты.

1. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ЗАГРАДИТЕЛИ

Схемы настройки заградителей . Высокочастотные заградители обладают высоким сопротивлением для токов рабочей частоты канала и служат для отделения шунтирующих ВЧ тракт элементов (подстанций и ответвлений), которые при отсутствии заградителей могут привести к увеличению затухания тракта.

Высокочастотные свойства заградителя характеризуются полосой заграждения, т. е. полосой частот, в которой сопротивление заградителя не меньше некоторого допустимого значения (обычно 500 Ом). Как правило, полоса заграждения определяется по допустимому значению активной составляющей сопротивления заградителя, но иногда по допустимому значению полного сопротивления.

Заградители отличаются по значениям индуктивностей, допустимым токам силовых катушек и по схемам настройки. Применяются одно- и двухчастотные резонансные или притуплённые схемы настройки и широкополосные схемы (по схеме полного звена и полузвена полосового фильтра, а также по схеме полузвена фильтра верхних частот). Заградители с одно- и двух-частотными схемами настройки часто не дают возможности заградить нужную полосу частот. В этих случаях применяют заградители с широкополосными схемами настройки. Такие схемы настройки применяют при организации каналов защиты и связи, имеющих общую аппаратуру присоединения.

При протекании тока через катушку заградителя возникают электродинамические усилия, действующие вдоль оси катушки, и радиальные, стремящиеся разорвать виток. Осевые усилия неравномерны по длине катушки. Большие усилия возникают на краях катушки. Поэтому шаг витков на краю делают больше.

Электродинамическая стойкость заградителя определяется максимальным током КЗ, который он выдерживает. В заградителе КЗ-500 при токе 35 кА возникают осевые усилия в 7 тонн (70 кН).

Защита элементов настройки от перенапряжений . Волна перенапряжения, возникающая на воздушной линии, попадает на заградитель. Напряжение волны распределяется между конденсаторами элемента настройки и входным сопротивлением шин подстанции. Силовая катушка представляет собой большое сопротивление для волны с крутым фронтом и при рассмотрении процессов, связанных с перенапряжениями, ее можно не учитывать. Для защиты конденсаторов настройки и силовой катушки параллельно силовой катушке подсоединяют разрядник, ограничивающий напряжение на элементах заградителя до безопасного для них значения. Пробивное напряжение разрядника по условиям деионизации искрового промежутка должно быть в 2 раза больше сопровождающего напряжения, т. е. падения напряжения на силовой катушке от максимального тока кз U сопр =I к.з. ωL.

При большом предразрядном времени пробивное напряжение конденсаторов значительно больше пробивного напряжения разрядников; при малом (менее 0,1 мкс) пробивное напряжение конденсаторов становится меньше пробивного напряжения разрядника. Поэтому необходимо задерживать рост напряжения на конденсаторах до момента срабатывания разрядника, что достигают включением добавочной катушки индуктивности L д последовательно с конденсатором (рис. 15). После пробоя разрядника напряжение на конденсаторе поднимается медленно и дополнительный разрядник, включенный параллельно конденсатору, хорошо его защищает.

Рис. – Схемы высокочастотных заградителей с устройством защиты от перенапряжений: а) одночастотная; б) двухчастотная

2. КОНДЕНСАТОРЫ СВЯЗИ

Общие сведения . Конденсаторы связи служат для подключения ВЧ аппаратуры связи, телемеханики и защиты к линиям высокого напряжения, а также для отбора мощности и измерения напряжения.

Сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте напряжения, прикладываемого к нему, и емкости конденсатора. Реактивное сопротивление конденсатора связи для токов промышленной частоты, следовательно, значительно больше, чем для частоты 50 – 600 кГц каналов связи телемеханики и защиты (в 1000 раз и более), что позволяет с помощью этих конденсаторов разделить токи высокой и промышленной частоты и предотвратить попадание высокого напряжения на электроустановки. Токи промышленной частоты отводятся на землю через конденсаторы связи, минуя аппаратуру ВЧ. Конденсаторы связи рассчитаны на фазное (в сети с заземленной нейтралью) и на линейное напряжение (в сети с изолированной нейтралью).

Для отбора мощности применяют специальные конденсаторы отбора, включаемые последовательно с конденсатором связи.

В названиях элементов конденсаторов буквы обозначают последовательно характер применения, вид заполнителя, исполнение; цифры – номинальное фазное напряжение и емкость. СМР – связи, маслонаполненный, с расширителем; СММ – связи, маслонаполненный, в металлическом кожухе. Для различных напряжений конденсаторы связи комплектуют из отдельных элементов, соединенных последовательно. Элементы конденсаторов СМР-55/√3-0,0044 рассчитаны на нормальную работу при напряжении 1,1 U иом, элементы СМР-133/√3-0,0186 – на 1,2U иом. Емкость конденсаторов для классов изоляции 110, 154, 220, 440 и 500 кВ принимается с допуском от -5 до +10%.

3. ФИЛЬТРЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ

Общие сведения и расчетные зависимости. Высокочастотную аппаратуру подключают к конденсатору не непосредственно через кабель, а через фильтр присоединения, который компенсирует реактивное сопротивление конденсатора, согласовывает волновые сопротивления линии и ВЧ кабеля, заземляет нижнюю обкладку конденсатора, чем образуется путь для токов промышленной частоты и обеспечивается безопасность работ.

При обрыве цепи линейной обмотки фильтра на нижней обкладке конденсатора появляется фазное напряжение по отношению к земле. Поэтому все переключения в цепи линейной обмотки фильтра присоединения производят при включенном заземляющем ноже.

Фильтр ОФП-4 (рис. ,) предназначен для работы на линиях 35, 110 и 220 кВ по схеме «фаза – земля» с конденсатором связи 1100 и 2200 пФ и с кабелем, имеющим волновое сопротивление 100 Ом. Фильтр имеет три частотных диапазона. Для каждого диапазона имеется отдельный воздушный трансформатор, залитый изоляционной массой.

Рис. – Принципиальная схема фильтра-присоединения ОФП-4

6. ОБРАБОТКА ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСОВ, АНТЕННЫ

Грозозащитные тросы линий высокого напряжения могут быть также использованы в качестве каналов передачи информации. Тросы изолированы от опор с целью экономии электроэнергии, при атмосферных перенапряжениях они заземляются через пробиваемые искровые промежутки. Стальные тросы имеют высокое затухание для сигналов высокой частоты и позволяют передавать информацию лишь на коротких линиях на частотах не более 100 кГц. Биметаллические тросы (стальные тросы с алюминиевым покрытием), тросы алюмовелд (из скрученных сталеалюминевых проволок), одноповивные тросы (один повив – алюминиевые проволоки, остальные повивы – стальные) дают возможность организовать каналы связи с малыми затуханиями и уровнями помех. Помехи меньше, чем в каналах связи по фазным проводам, а аппаратура ВЧ обработки и присоединения проще и дешевле, так как токи, текущие по тросам, и напряжения на них невелики. Биметаллические провода дороже стальных, поэтому их применение может быть оправдано, если ВЧ каналы по фазным проводам не могут быть выполнены. Это может быть на сверхдальних, а иногда на дальних электропередачах.

Каналы по тросам можно включать по схемам «трос – трос», «трос – земля» и «два троса – земля». На ВЛ переменного тока тросы меняют местами через каждые 30 – 50 км для уменьшения в них наводок токов промышленной частоты, что вносит дополнительное затухание в 0,15 Нп на каждое скрещивание в схемах «трос – трос», не влияя на схему «два троса – земля». На передачах постоянного тока можно применять схему «трос – трос», так как здесь скрещивания не нужно.

Связь по грозозащитным тросам не прерывается при заземлении фазных проводов, не зависит от схемы коммутации линий.

Антенная связь применяется для присоединена к ВЛ передвижной ВЧ аппаратуры. Провод подвешивают вдоль проводов ВЛ или используют участок грозозащитного троса. Такой экономичный способ присоединения не нуждается в заградителях и конденсаторах связи.