Высокочастотная связь по линиям электропередачи кратко

Обновлено: 05.07.2024

Связь через ЛЭП, PLC (англ. Power line communication) — термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью до 500 Мбит/с, и NPL (англ.

Фантомное питание — одновременная передача по одним проводам питания постоянного тока и информационных сигналов.

Пилот-сигнал (пилот-тон) — сигнал с априорно известными на приёмной стороне параметрами (например, определённой частоты).

Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.

Релейная защита — комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы.

Нейтральный (нулевой рабочий) провод — провод, соединяющий между собой нейтрали электроустановок в трёхфазных электрических сетях.

Балансное подключение (аудио) — метод соединения аудиооборудования с помощью балансной линии. Этот тип соединения часто используется как в студиях звукозаписи, так и на концертных площадках, потому что позволяет использовать длинные кабели, успешно противостоящие внешним помехам.

Гамма — монофоническая лампово-полупроводниковая радиола со встроенной цветомузыкальной установкой производства Муромского завода радиоизмерительных приборов.

Симплексная связь — связь, при которой информация передаётся только в одном направлении. Существуют два определения симплексной связи. По определению ANSI схема симплексной связи позволяет передавать сигналы всегда только в одном направлении. Такая связь используется в радио-, теле- и спутниковом вещании, поскольку нет необходимости передавать какие-либо данные обратно на радиопередающую станцию. Другой пример симплексной связи — однонаправленная связь между пусковой установкой и ракетой с радиокомандным.

Преобразователь частоты — электрическая цепь, осуществляющая преобразование частоты и включающая гетеродин, смеситель и полосовой фильтр (в отдельных случаях полосовой фильтр может отсутствовать).

Переменный конденсатор (конденсатор переменной ёмкости, КПЕ) — конденсатор, электрическая ёмкость которого может изменяться механическим способом, либо электрически, под действием изменения приложенного к обкладкам напряжения. Переменные конденсаторы применяются в колебательных контурах и других частотозависимых цепях для изменения их резонансной частоты — например, во входных и гетеродинных цепях радиоприёмников, в цепях коррекции АЧХ усилителей, генераторах, антенных устройствах. Ёмкость переменных.

Волоконно-оптический кабель (также оптоволоконный или оптико-волоконный кабель) — кабель на основе волоконных световодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи, в виде фотонов (света), со скоростью меньшей скорости света из-за непрямолинейности движения.

Фи́дер (англ. feeder от feed — питать) — электрическая цепь (линия передачи) и вспомогательные устройства, с помощью которых энергия радиочастотного сигнала подводится от радиопередатчика к антенне или от антенны к радиоприёмнику. Под вспомогательными устройствами понимают соединители, вентили, фазовращатели и т. д.

Амплиту́дная манипуля́ция (АМн; англ. amplitude shift keying (ASK) — вид манипуляции, при котором скачкообразно меняется амплитуда несущего колебания в зависимости от значения символа информационной последовательности.

Устройство плавного пуска (УПП) — механическое, электротехническое (электронное) или электромеханическое устройство, используемое для плавного пуска (остановки) электродвигателей с небольшим моментом страгивания (например с вентиляторной характеристикой) рабочей машины.

Радиоизмери́тельные прибо́ры (электронные измерительные приборы, электронные средства измерений) — большая группа средств измерений, предназначенных для определения электрических, магнитных и электромагнитных величин, характеризующих работу радиотехнических и электронных устройств и систем. Исторически радиоизмерительные приборы (далее РИП) появились в результате развития электротехнических измерений, поэтому граница между группами радиоизмерительных и электроизмерительных приборов размыта.

Качество электрической энергии — степень соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям.

Гальвани́ческая развя́зка — передача энергии или информационного сигнала между электрическими цепями, не имеющими непосредственного электрического контакта между ними.

Электро́нный пу́скорегули́рующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт) — электронное устройство, осуществляющее пуск и поддержание рабочего режима газоразрядных осветительных ламп.

Радиоприёмник прямого преобразования, также называемый гомодинным или гетеродинным — радиоприёмник, в котором радиосигнал непосредственно преобразуется в сигнал звуковой частоты с помощью маломощного генератора (гетеродина), частота которого равна (почти равна) или кратна частоте принимаемого сигнала. По сходству принципа действия такой приёмник иногда называют супергетеродином с нулевой промежуточной частотой.

Абонентское высокочастотное уплотнение — аналоговый метод одновременной передачи по одной телефонной линии (паре) двух и более независимых абонентских телефонных подключений.

Промышленная автоматика — общее название разнообразных механических, электрических, пневматических, гидравлических и электронных устройств, применяемых для автоматизации технологических процессов, дискретных, непрерывных и гибридных производств — ТЭЦ, конвейеров, станков с числовым программным управлением, промышленных роботов, зданий, а также транспортных средств и транспортной инфраструктуры, систем логистики.

Антенно-фидерное устройство (АФУ) — совокупность антенны и фидерного тракта, входящая в качестве составной части в радиоэлектронное изделие, образец, комплекс.

Слаботочная система (система слабых токов) — техническая система, выполняющая функции сбора, обработки и передачи информации, функционирование элементов которой в ее границах обеспечивается слабыми электрическими токами. Термин "слаботочная" не определяется конкретной величиной тока и используется, когда токи элементов или проводников по каким-либо конкретным обстоятельствам считаются слабыми. Под проводной системой слабых токов понимается совокупность каналов, трасс, кабелей, кроссов, элементов.

Демодуляция (Детектирование сигнала) — процесс, обратный модуляции колебаний, выделение информационного (модулирующего) сигнала из модулированного колебания высокой (несущей) частоты.

Компенсирующие устройства — Установки, предназначенные для компенсации ёмкостной или индуктивной составляющей переменного тока. Элемент электрической сети. Условно их разделяют на устройства: а) для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками и в элементах сети (поперечно включаемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели и тому подобные устройства), б) для компенсации реактивных параметров линий (продольно включаемые батареи конденсаторов, поперечно включаемые.

Частотно-регулируемый привод (частотно-управляемый привод, ЧУП, Variable Frequency Drive, VFD) — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. Состоит из собственно электродвигателя и частотного преобразователя.

Преобразователь электрической энергии — электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и/или показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и/или показателей качества. Для реализации преобразователей широко используются полупроводниковые приборы, так как они обеспечивают высокий КПД.

Стержнева́я радиола́мпа — электронная лампа с электродами, выполненными в виде системы тонких сплошных стержней, расположенных параллельно катоду.

Микропроцессорная система представляет собой функционально законченное изделие, состоящее из одного или нескольких устройств, главным образом из микропроцессора и/или микроконтроллера.

Подстро́ечный рези́стор — переменный резистор, пассивный электронный компонент, предназначенный для точной настройки заданных параметров радио- и электронных устройств в процессе их выпуска из производства при настройке после монтажа или в процессе ремонта.

Пьезоэлектри́ческие преобразова́тели — устройства, использующие пьезоэлектрический эффект в кристаллах, керамике или плёнках и преобразующие электрическую энергию в механическую и наоборот.

Сеть проводно́го радиовеща́ния (также радиотрансляцио́нная сеть, РТС) — система, которая позволяет передавать сигнал радиовещания по проводам.

Вибропреобразова́тель — электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования постоянного низкого напряжения в переменное напряжение посредством переключения контактов.

Микроволновая монолитная интегральная схема (МИС) — интегральная схема, изготовленная по твердотельной технологии и предназначенная для работы на сверхвысоких частотах (300 МГц — 300 ГГц). СВЧ МИС обычно выполняют функции смесителя, усилителя мощности, малошумящего усилителя, преобразователя сигналов, высокочастотного переключателя. Применяются в системах связи (в первую очередь сотовой и спутниковой), а также в радиолокационных системах на основе активных фазированных антенных решёток (АФАР).

Аналоговое устройство, аналоговая аппаратура — аппаратура, предназначенная для работы с аналоговыми сигналами.Аналоговые электронные устройства (АЭУ) - это устройства усиления и обработки Аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе электронных приборов.

Модульная тяговая подстанция – тяговая подстанция (ТП), состоящая из отдельных транспортабельных модулей полной заводской готовности, расположенные внутри которых электротехнические и вспомогательные устройства полностью смонтированы, отрегулированы и испытаны на предприятии-изготовителе.

Пуска́тель электромагни́тный (магни́тный пускатель) — низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска электродвигателя, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания, защиты электродвигателя и подключенных цепей, и иногда для реверсирования направления его вращения.

ВЧ-связь по ЛЭП (высокочастотная связь) – это вид связи в энергетике, который предусматривает использование различных линий электропередач (низкого, среднего, высокого и сверхвысокого), в качестве среды для передачи сигналов. Разные каналы направлений для обеспечения их изолированности разносятся при этом по частоте. Выделенный диапазон для каналов ВЧ-связи в России и странах СНГ – 16-1000 кГц. Базовой полосой считается полоса 4 кГц, однако существуют каналы и с большей полосой пропускания – до нескольких сотен кГц. В основном, каналы ВЧ-связи используются для организации каналов телефонной диспетчерской связи, технологической связи (телемеханика, технологическое видеонаблюдение, коммерческий учет электроэнергии, мониторинг оборудования), а также для организации каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики, дифференциально-фазной защиты линии электропередачи. Обычно, такие каналы используют сетевые компании для управления подстанциями, но могут использоваться в принципе любыми организациями, которые имеют собственные подстанции, для организации каналов связи любого назначения. Для подключения аппаратуры ВЧ-связи к высоковольтным линиям используются специализированные устройства – высокочастотные заградители, конденсаторы связи и фильтры присоединения.

Преимущества ВЧ-связи:

По сути, единственным недостатком ВЧ-связи (в особенности цифровой) является довольно невысокая гарантированная при всех погодных условиях скорость передачи данных, относительно, например, волоконно-оптических каналов и беспроводных каналов широкополосного доступа.

Построение канала ВЧ-связи

Для построения каналов ВЧ связи чаще всего используется схема присоединения фаза-земля, как показано на рисунке ниже.

На схеме используются: L1, L2 - высокочастотные заградители; C1, C2 - конденсаторы связи; Z1, Z2 - фильтры присоединения; S1, S2 - разъединители; W1, W2 - кабель снижения РК-75; V1, V2 - аппаратура ВЧ-связи.
Наша компания может осуществлять комплексную поставку для построения такого канала связи, включая ВЧ-заградители серии ВЧЗ , фильтры присоединения серии ФП, аппаратуру ВЧ-связи ССТМ ES100.

Проходя возле опоры ЛЭП,можно увидеть свисающие непонятные корзины.Какую функцию они выполняют и для чего нужны?

Заградитель представляет из себя фильтр из катушки индуктивности и служит для пропускания сигнала частотой 50Гц и фильтрует все высокие частоты.

Возле подстанций можно также увидеть такую корзину,но рядом есть еще и конденсатор.Конденсатор фильтра имеет большое сопротивление на частоте 50Гц а на высоких частотах низкое.Индуктивность имеет низкое сопротивление на частоте 50Гц и высокое сопротивление на высоких частотах.Таким способом можно отфильтровать сигнал 50Гц,а сигнал на десятки и сотни кГц передать на приемное устройство.Для приема сигнала на подстанциях стоят приемопередатчики и специальное оборудование.

Разделение вертикально интегрированной структуры постсоветской электроэнергетики, усложнение системы управления, увеличение доли выработки электроэнергии малой генерации, новые правила подключения потребителей (сокращение сроков и стоимости подключения) при этом повышение требований к надежности энергоснабжения влечет за собой приоритетное отношение к развитию систем телекоммуникаций.

В энергетике применяется множество типов связи (порядка 20-ти) различающиеся по:

назначению,
среде передачи,
физическим принципам работы,
типу передаваемых данных,
технологии передачи.

Среди всего этого многообразия выделяется ВЧ связь по высоковольтным линиям (ВЛ) электропередачи, которая в отличие от остальных видов создавалась специалистами-энергетиками для нужд самой электроэнергетики. Оборудование прочих видов связи, изначально созданное для систем связи общего пользования, в той или иной степени, адаптируется к потребностям энергокомпаний.

Сама идея использования ВЛ для распространения информационных сигналов возникла при проектировании и строительстве первых высоковольтным линий (так как строительство параллельной инфраструктуры для систем связи влекло существенное удорожание), соответственно, уже в начале 20-х годов прошлого века вводятся в работу первые коммерческие системы ВЧ связи.

Первое поколение ВЧ связи было больше похоже на радиосвязь. Присоединение передатчика и приемника высокочастотных сигналов выполнялось с помощью антенны длинною до 100 м, подвешиваемой на опоры параллельно силовому проводу. Сама же ВЛ, являлась направляющей для ВЧ сигнала - в то время, для передачи речи. Антенное присоединение еще долго применялось для организации связи аварийных бригад и на железнодорожном транспорте.

Дальнейшая эволюция ВЧ связи привела к созданию оборудования ВЧ присоединения:

конденсаторов связи и фильтров присоединения, что позволило расширить полосу передаваемых и принимаемых частот,
ВЧ заградителей (заградительные фильтры), что позволило снизить влияние устройств подстанции и неоднородностей ВЛ на характеристики ВЧ сигнала до приемлемого уровня, и соответственно, улучшить параметры ВЧ тракта.

Следующие поколения каналообразующей аппаратуры стали передавать не только речь, но и сигналы телеуправления, защитные команды релейной защиты, противоаварийной автоматики, позволили организовать передачу данных.

Как отдельный вид ВЧ связь сформировалась в 40-ые, 50-ые годы прошлого столетия. Были разработаны международные стандарты (МЭК), руководящие указания для проектирования, разработки и производства оборудования. В 70-ые годы в СССР силами таких специалистов как Шкарин Ю.П., Скитальцев В.С. были разработан математические методики и рекомендации расчета параметров ВЧ трактов, что существенно упростило работу проектных организаций при проектировании ВЧ каналов и выборе частот , повысило технические характеристики вводимых ВЧ каналов.

До 2014 года ВЧ связь официально была основным видом связи электроэнергетики в Российской Федерации.

Появление и внедрение волоконно-оптических каналов связи, в условиях широкого распространения ВЧ связи, стало взаимодополняющим фактором в современной концепции развития сетей связи электроэнергетики. В настоящее время актуальность ВЧ связи остается на прежнем уровне, а интенсивное развитие и существенные инвестиции именно в оптическую инфраструктуру способствуют развитию и образованию новых сфер применения ВЧ связи.

Неоспоримые преимущества и наличие огромного положительного опыта применения ВЧ связи (почти 100 лет) дают основания полагать, что направление ВЧ будет актуально как в ближайшей так и в отдаленной перспективе, развитие же данного вида связи позволит решать как текущие задачи, так и способствовать развитию всей электроэнергетической отрасли.

Читайте также: