高压电力线高频通信信道的工作原理和用途

链路——一组传输信号的设备和物理媒体。借助通道，信号从一个地方传输到另一个地方，并及时传递（存储信息时）。

构成信道的最常见设备是放大器、天线系统、开关和滤波器。一对电线、同轴电缆、波导、电磁波在其中传播的介质经常被用作物理介质。

同轴电缆 — 一种高频电缆，其中一根导体是完全包围第二根导体的空心管。内线恰好位于管道的轴线上，这就是电缆被称为同轴或同心电缆的原因。为了将内线保持在这个位置，外线和内线之间的空间完全充满绝缘材料，或者将单独的绝缘体放置在内线上方。

由于在同轴电缆中，所有电场和磁场都集中在外导体和内导体之间的空间，即没有外场，辐射损耗可以忽略不计。为了减少加热金属时的损失，可以将内线制成大直径（无论如何外线的表面都足够大）。

如果同轴电缆是柔性的，则其外导体以柔性金属编织物的形式制成，电缆内填充塑料绝缘材料。

在通信技术方面 通信信道最重要的特征是通过它传输的信号会受到失真。 区分线性和非线性失真。 线性失真 由频率和相位失真组成，由瞬态响应或等效地由通道的复增益描述。 非线性失真 由非线性相关性给出，显示信号在通过通信信道时如何变化。

通信信道的特征在于在发送端发送的信号和在接收端接收的信号的集合。 如果通道输入和输出信号是在一组离散参数值上定义的函数，则通道称为 分离……例如，此类通信信道用于发射机的脉冲操作模式、电报、遥测和雷达。

不断地 称为通道，其输出和输入信号是连续函数。此类频道广泛用于电话、无线电广播、电视。离散和连续的通信信道也被广泛使用 在自动化和远程机械.

几个不同的通道可以共享相同的技术连接。在这些情况下（例如，在具有频分或时分信号的多通道通信线路中），使用特殊开关或滤波器组合和断开通道。有时，相反，一个渠道使用多个技术通信线路。

高频通信（HF通信）是电气网络中的一种通信方式，它规定使用高压电力线作为通信通道。频率为50赫兹的交流电流过电力线的电线。电网。高频通信的组织本质是在线路上使用相同的电线作为信号传输，但频率不同。

HF 通信信道的频率范围为数十至数百 kHz。在两个相邻的变电站之间组织高频通信，这两个变电站由电压为 35 kV 或更高的电力线连接。到 频率为 50 Hz 的交流电 到达变电站开关柜母线，到各通讯组的通讯信号采用高频抑制器和通讯电容器。

高频陷波器在工业频率下的电流电阻小，在高频通信信道频率下的电阻大。耦合电容器 - 相反：它在 50 Hz 的频率下具有高电阻，在通信信道的频率下具有低电阻。这确保只有 50 Hz 的电流流向变电站总线，并且只有高频信号流向 HF 通信装置。

为了接收和处理 HF 通信信号，两个变电站都安装了特殊滤波器、信号收发器和执行某些功能的成套设备，在它们之间组织了 HF 通信。下面我们将考虑使用 HF 通信可以实现哪些功能。

最重要的功能是在变电站设备的继电保护和自动化设备中使用高频通道。高频通信通道用于110、220kV线路保护——相差保护和方向性高频保护。保护装置安装在传输线的两端，它们通过射频通信通道互连。由于其可靠性、速度和选择性，使用 HF 通信通道的保护被用作每条 110-220 kV 架空线路的主要保护。

电力线路继电保护（PTL）的信号传输通道称为继电保护通道... 继电保护技术中应用最广泛的三种高频保护：

• 定向滤波器，

• 带 HF 阻断功能的遥控器，

• 微分相。

在前两种保护中，连续的高频闭锁信号通过外部短路的高频通道传输，在相位差动保护中，高频电压脉冲通过继电保护通道传输。脉冲和暂停的持续时间大致相同，等于电源频率周期的一半。在发生外部短路的情况下，位于线路两端的发射器以不同的电源频率半周期工作。每个接收器接收来自两个发射器的信号。因此，在外部短路的情况下，两个接收器都会收到连续的阻断信号。

在受保护线路发生短路的情况下，操作电压会发生相移，并且当两个发射器都停止时会出现时间间隔。在这种情况下，中断电流出现在接收器中，该电流用于创建一个信号，用于打开受保护线路那一端的断路器。

通常情况下，线路两端的发射机工作在相同的频率上。然而，在长途线路上，有时会有继电保护通道，其发射器以不同的 HF 或间隔很近的频率 (1500-1700 Hz) 运行。在两个频率上工作可以消除从线路另一端反射的信号的有害影响。保护性继电器通道使用特殊（专用）射频通道。

还有一些设备使用高频通信信道来确定电力线损坏的位置。此外，射频通信信道可用于传输信号 远程机械设备、SCADA、ACS等APCS设备系统。因此，通过高频通信通道，可以控制变电站设备的运行方式，以及传输指令控制开关和各种功能。 继电保护装置.

另一个功能是电话功能……高频信道可用于相邻变电站之间的操作协商。在现代条件下，此功能无关紧要，因为设施服务人员之间有更方便的通信方式，但 HF 信道可以在紧急情况下用作备用通信信道，此时没有移动设备或座机电话沟通。

电力线通信信道——用于传输 300 至 500 kHz 范围内信号的信道。不同的方案用于开启通信信道的设备。除了由于经济性而最常见的相地电路（图 1）外，还使用了以下电路：相-相、相-两相、两相-地、三相-地, 不同线路的相-相。这些电路中使用的高频陷波器、耦合电容器和耦合滤波器是电力线处理设备，用于沿其线路组织高频通信通道。

米。 1. 两个相邻变电站之间通过电力传输线的简单通信信道框图： 1 - HF 陷波器； 2——耦合电容； 3——连接过滤器； 4 — 高频电缆； 5 — 设备 TU — TS； c——遥测传感器； 7 — 遥测接收器； 8 — 继电保护和/或远程自动化装置； 9——自动电话总机； 10 — ATS 用户； 11 — 直接订阅者。

线性处理对于获得稳定的通信信道是必要的。通过重新设计的电源线对 HF 信道的衰减几乎与线路切换方案无关。在没有处理的情况下，当传输线的末端断开或接地时，通信将中断。电力线上通信最重要的问题之一是由于通过变电站母线连接的线路之间的电压较低而导致频率不足。

HF 频道可用于与现场工作人员进行通信，以修复损坏的电力线和排除电气安装故障。特殊的便携式发射器用于此目的。

使用以下连接到转换电源线的 HF 设备：

• 远程机械、自动化、继电保护和电话通道的组合设备；

• 用于任何所列功能的专用设备；

• 通过连接装置直接或借助附加单元来改变频率和提高传输电平的远距离通信设备连接到电力线；

• 线路脉冲控制设备。