CZ280419B6

CZ280419B6 - Apparatus for transmission data along a high-voltage line

Info

Publication number: CZ280419B6
Application number: CS922835A
Authority: CZ
Inventors: Karol Doc. Ing. Csc. Kluch; Pavol Ing. Vasiĺ; Andrej Léder; Jozef Ing. Madanský; Ľubomír Ing. Šitár
Original assignee: Východoslovenské Energetické Závody Š.P.
Priority date: 1992-09-15
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 1996-01-17
Also published as: SK283592A3; CZ283592A3; SK278696B6

Abstract

Zařízení je určené pro osazení na distribuční trafostanice a sestavá z vysílacího bloku (1), jehož feritová anténa je uspořádána v bezpečné vzdálenosti nad přípojnicemi uvnitř kobky trafostanice a který je spojený s logickým přepínačem (2) připojeným přes zesilovač (3) k frekvenčnímu demodulátoru (4), který je spojený s dekódvací částí obousměrného modemu (5), jehož kódovací část je spojená s blokem (6) procesoru, který je propojený s dekódovací částí obousměrného modemu (5), s logickým přepínačem (2) a s frekvenčním modulátorem (7) spojeným s dekódovací částí obousměrného modemu (5) a s koncovým zesilovačem (8) připojeným k dalšímu vstupu logického přepínače (2).ŕThe apparatus is intended to be mounted on a distribution transformer station and consists of a transmit block (1) whose ferrite antenna is arranged at a safe distance above the bus bars within the transformer cell and which is connected to a logic switch (2) connected via an amplifier (3) to a frequency demodulator ( 4), which is connected to the decoding part of the bi-directional modem (5), the coding part of which is connected to the processor block (6) which is connected to the bidirectional modem decoding part (5), the logic switch (2) and the frequency modulator (7) ) connected to the decoding part of the bidirectional modem (5) and to the end amplifier (8) connected to the other input of the logic switch (2).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zařízení na přenos dat po vedení vysokého napětí, které je určené pro rychlou identifikaci stavu, zejména v distribučních trafostanicích kabelové sítě vysokého napětí.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for transmitting data over a high voltage line which is intended for the rapid identification of a condition, particularly in distribution transformer stations of a high voltage cable network.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Spolehlivé provozování rozlehlých kabelových sítí vysokého napětí, zejména v městských aglomeracích, vyžaduje průběžnou informaci o stavech v jednotlivých distribučních trafostanicích, t.j. znát stavy proudového zatížení, teplotu transformátoru a podobně. Pro zkrácení výpadku elektrické energie při poruchách je současně nutná rychlá lokalizace místa poruchy.Reliable operation of large high voltage cable networks, especially in urban agglomerations, requires continuous information on the states in the individual distribution transformer stations, i.e., the states of current load, transformer temperature and the like. At the same time, a rapid localization of the fault location is necessary to reduce the power failure during breakdowns.

Tato lokalizace místa poruchy na kabelu vysokého napětí se v současné době provádí tak, že se postupně dělí havarovaný vývod vždy na poloviční úsek a ten se opakovaně zapíná a vypíná. Při takovémto postupu, který je časově značně náročný, se zvyšuje amortizace zařízení, která je způsobovaná zapínáním do zkratu, a je potřebný postupný přesun personálu do jednotlivých distribučních trafostanic po trase havarovaného vývodu. Je samozřejmé, že takovýto postup je velmi zdlouhavý.This location of the fault location on the medium voltage cable is currently carried out in such a way that the breakdown outlet is gradually divided into half sections and it is repeatedly switched on and off. Such a procedure, which is time-consuming, increases the depreciation of the equipment, which is caused by short-circuiting, and requires a gradual transfer of personnel to the individual distribution transformer stations along the route of the damaged outlet. It goes without saying that such a procedure is very lengthy.

Přitom nebylo dosud vyvinuto žádné zařízení, které by spolehlivě poskytovalo přehled o stavu sítě vysokého napětí.No device has been developed to reliably provide an overview of the status of the medium-voltage grid.

Z rozboru tohoto současného stavu vyplynulo, že okamžitá lokalizace místa poruchy je možná pouze vytvořením účinného informačního systému, který by příslušnou informaci přenesl do dispečerského centra.The analysis of this state of the art revealed that the immediate location of the failure site is possible only by creating an effective information system that would transfer the relevant information to the dispatching center.

Úkolem předloženého vynálezu je tedy vytvořit takové informační zařízení na přenos dat, které by využívalo vlastního vedení vysokého napětí, nevyžadovalo by galvanický kontakt s kabelem vysokého napětí, bylo by relativně jednoduché a umožňovalo by přenášet údaje s vysokou rychlostí.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a data transmission device that utilizes its own high-voltage line, does not require galvanic contact with the high-voltage cable, is relatively simple, and allows high-speed data transmission.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nedostatky známého stavu techniky odstraňuje a vytčený úkol řeší zařízení na přenos dat po vedení vysokého napětí, které využívá spojení feritové antény se zesilovačem signálu a frekvenčním demodulátorem, má napájeni ze sítě nebo z vnitřního zdroje a je určené pro osazení na distribučních trafostanicích, přičemž na jedné lince jsou alespoň dvě tato zařízení s vysílací a přijímací anténou, uspořádanou v bezpečné vzdálenosti od přípojnic uvnitř trafostanice, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že feritová vysílací a přijímací anténa přijímacího a vysílacího bloku je spojená s logickým přepínačem, jehož výstup je připojený ke vstupu zesilovače. Zesilovač je pak spojený s frekvenčním demodulátorem, jehož výstup je spojený se vstupem dekódovací části obousměrného modemu, jehož vysílací kódovací část je spojená jednak s blokem procesoru, který je propojený s přijímací dekódovací částí obousměrného modemu, s jednímThe above-mentioned shortcomings of the prior art overcome the problem of a high-voltage data transmission device which uses a ferrite antenna connection to a signal amplifier and a frequency demodulator, is powered by mains or internal power supply and is intended for installation on distribution transformer stations. there are at least two of these devices with a transmit and receive antenna arranged at a safe distance from the busbars inside the transformer station, according to the invention, characterized in that the ferrite transmit and receive antenna of the transceiver is connected to a logic switch whose output it is connected to the amplifier input. The amplifier is then coupled to a frequency demodulator whose output is coupled to the input of the bi-directional modem decoding part, whose transmitting coding part is connected to the processor block, which is connected to the bi-directional modem receiving decoding part, with one

-1CZ 280419 B6 vstupem logického přepínače a s frekvenčním modulátorem, a jednak s druhým vstupem frekvenčního modulátoru, jehož výstup je připojený ke koncovému zesilovači. Ten je spojený s dalším vstupem logického přepínače.-1GB 280419 B6 with a logic switch input and a frequency modulator, and a second frequency modulator input, the output of which is connected to a terminal amplifier. This is connected to another input of the logic switch.

Zařízení na přenos dat po vedení vysokého napětí podle vynálezu umožňuje oboustranný přenos dat přímo po kabelech vysokého napětí na frekvenci 50 až 150 kHz a tak dovoluje rychlý a operativní zásah do provozu elektrické sítě. Zařízení je přitom jednoduché, funkčně spolehlivé a umožňuje pracovat v režimu vysílání i příjmu s jedním modemem a celá jeho činnost je řízená mikroprocesorem.The high-voltage line data transmission apparatus according to the invention allows two-sided data transmission directly over high-voltage cables at a frequency of 50 to 150 kHz, thus allowing rapid and operative intervention in the operation of the power grid. The device is simple, functionally reliable and allows to work in the mode of sending and receiving with one modem and its whole operation is controlled by microprocessor.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Podstata řešení bude podrobněji popsána a objasněna na jednom příkladu konkrétního provedení a ve spojitosti s připojeným výkresem, na kterém je vyobrazeno schéma zapojení zařízení podle vynálezu.The essence of the solution will be described and explained in more detail on one example of a particular embodiment and in connection with the accompanying drawing, in which the circuit diagram of the device according to the invention is illustrated.

Přiklad provedení vynálezuAn example of an embodiment of the invention

Část zařízení na přenos dat po vedení vysokého napětí podle vynálezu, která musí být uspořádaná v bezpečné vzdálenosti od přípojnic uvnitř distribuční trafostanice, je přijímací a vysílací anténa přijímacího a vysílacího bloku 1. Jeho výstup je spojený s logickým přepínačem 2,. Výstup logického přepínače 2 je spojený zesilovačem 3_, přes který se signál dostává do frekvenčního demodulátoru 4. Výstup frekvenčního demodulátoru 4 je spojený s jedním ze vstupů přijímací části obousměrného modemu 5, což je integrovaný obvod s dekódovací i kódovací částí. Přijímací část tohoto obousměrného modemu 5 je spojená s blokem 6 procesoru, vybaveného pamětí, jehož jeden výstup je spojený se vstupem vysílací části obousměrného modemu 5 a druhý s dalším vstupem logického přepínače 2. Vysílací část obousměrného modemu 5 je pak přes modulátor 7 připojená ke koncovému zesilovači 8., jehož výstup je připojený k dalšímu vstupu logického přepínače 2.The part of the data transmission device according to the invention, which must be arranged at a safe distance from the busbars inside the distribution transformer station, is the receiving and transmitting antenna of the receiving and transmitting block 1. Its output is connected to a logic switch 2. The output of the logic switch 2 is connected by an amplifier 3, through which the signal reaches the frequency demodulator 4. The output of the frequency demodulator 4 is connected to one of the inputs of the receiving part of the bidirectional modem 5, which is an integrated circuit with both the decoding and coding part. The receiving part of the bidirectional modem 5 is connected to a processor block 6 equipped with a memory, one output of which is connected to the input part of the bidirectional modem 5 and the other to the other input of the logic switch 2. the amplifier 8, the output of which is connected to another input of the logic switch 2.

Funkce zařízení podle vynálezu je přitom následující. Přijímací a vysílací anténa přijímacího a vysílacího bloku 1, uspořádaná nad přípojnicemi uvnitř trafostanice, dodává přes kabely, vyvedené do krabice vně kobky trafostanice, signály, které vstupuji do logického přepínače 2, který má dvě polohy, z nichž jedna je pro přijímání a druhá pro vysílání, přičemž v klidovém stavu je logický přepínač 2 přepnutý stále na příjem, při kterém pracuje zařízení následovně. Logický přepínač 2 převede signál do zesilovače 3, kde se zesílí, a vede se do frekvenčního demodulátoru 4, kde se frekvenčně upravuje a odkud se dostává do dekódovací přijímací části obousměrného modemu 5. V této části obousměrného modemu 5 se frekvence převede na logický signál, t.j. 0 nebo 1, s nímž se současně vysílá hodinový signál, který tento logický signál strobuje. Oba tyto signály se přivádějí do bloku 6 procesoru, což může být jednočipový mikropočítač, ve kterém se přijatý signál z přijímací části obousměrného modemu 5 zpracovává podle předem zadaného programu. Zjistí-li se, že zpráva je určená pro něj, tedy, že přijatý signál je určený pro dané zařízení, přepne blok 6 procesoru logický přepínač 2, což je vlastně přepíThe function of the device according to the invention is as follows. The receiving and transmitting antenna of the receiving and transmitting block 1, arranged above the busbars inside the transformer station, delivers signals through the cables led out to the box outside the transformer box into the logic switch 2, which has two positions, one for receiving and one for In the idle state, the logic switch 2 is always switched to receive, in which the device operates as follows. The logic switch 2 transfers the signal to the amplifier 3, where it is amplified, and goes to the frequency demodulator 4, where it is frequency-adjusted, and from where it reaches the decoding receiver portion of the bidirectional modem 5. In this portion of the bidirectional modem 5 that is, 0 or 1, with which a clock signal is sent simultaneously to strobe the logical signal. Both of these signals are fed to the processor block 6, which may be a single-chip microcomputer, in which the received signal from the receiving portion of the bidirectional modem 5 is processed according to a predetermined program. If it is determined that the message is intended for it, that is, the received signal is intended for the device, the processor block 6 switches the logic switch 2, which in fact switches

-2CZ 280419 B6 naci relé, na vysílání, tedy odpojí přijímací část a propojí na anténu přijímacího a vysílacího bloku i.Thus, it turns off the receiving part and connects to the antenna of the receiving and transmitting block i.

Výstup bloku 6 procesoru je kromě toho spojený s frekvenčním modulátorem 7, kterému trvale sděluje referenční frekvenci. Modulátor 7 je rovněž spojený s vysílací částí obousměrného modemu 5, ze které dostává rovněž frekvenci, která odpovídá logickému signálu z bloku 6 procesoru. V modulátoru 7 se frekvenčně namoduluje frekvence z obousměrného modemu 5 na frekvenci referenční a tento slabý elektrický signál se pro vysílání zesílí v koncovém zesilovači 8, odkud se přes logický přepínač 2, který je přepnutý na vysílání, přivede na anténu přijímacího a vysílacího bloku 1., kde se mění na signál elektromagnetický.In addition, the output of the processor block 6 is coupled to a frequency modulator 7 to which it continuously communicates the reference frequency. The modulator 7 is also coupled to the transmission portion of the bidirectional modem 5, from which it also receives a frequency that corresponds to a logic signal from the processor block 6. In the modulator 7, the frequency from the bidirectional modem 5 is frequency-modulated to the reference frequency, and this weak electric signal is amplified for transmission in the terminal amplifier 8, where it is fed to the antenna of the receive and transmit block 1 via logic switch 2. where it turns into an electromagnetic signal.

Jak již bylo zmíněno, musí se logický přepínač 2, zesilovač 3., frekvenční demodulátor 4. a obousměrný modem 5. napájet ze sítě nebo neznázorněného vnitřního zdroje, článku nebo baterií, které se při funkci dobíjejí, přičemž impulz na přepnutí dostává z vysílací části obousměrného modemu 5. Zařízení je tak zajištěné proti výpadku síťového napájení vlastním zdrojem, který se logicky připojuje jen na ty části, které musí v tom kterém režimu fungovat .As already mentioned, the logic switch 2, the amplifier 3, the frequency demodulator 4 and the bidirectional modem 5 must be powered from the mains or an internal source, cell or battery (not shown), which is recharging during operation. bidirectional modem 5. The device is thus secured against power failure by its own power supply, which logically connects only to those parts that must operate in which mode.

Z toho je zřejmé, že základní sestava zařízení pozůstává z přijímací a vysílací části. Režim přijímání nebo vysílání přitom zajišťuje řídicí program bloku 6 procesoru, který přepíná logický přepínač 2. Nastane-li např. v příslušné větvi sítě vysokého napětí porucha, dispečerské centrum začne vysílat dotazovací telegramy pro jednotlivé distribuční trafostanice a když zachytí tento telegram anténa přijímacího a vysílacího bloku 1, dojde na základě porovnání zachycené a zpracované vstupní informace v bloku 6. procesoru k přepnutí logického přepínače 2 do režimu vysílání , a z vysílací antény děleného přijímacího a vysílacího bloku 1 se vysílá signál pro dispečerské centrum. Po odvysílání zprávy se uvede logický přepínač 2 automaticky do polohy pro příjem.From this it is clear that the basic assembly of the device consists of a receiving and a transmitting part. The receive or transmit mode is provided by the processor block 6 of the processor, which switches the logic switch 2. If, for example, a fault occurs in the respective high-voltage network branch, the dispatching center starts transmitting polling telegrams for each distribution transformer station. block 1, the logic switch 2 is switched to transmit mode by comparing the captured and processed input information in block 6 of the processor. After the message is sent, the logic switch 2 is automatically moved to the receive position.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení na přenos dat po vedení vysokého napětí je určené pro jednoduchou, rychlou a spolehlivou identifikaci a lokalizaci míst poruch na síti vysokého napětí.The equipment for data transmission over high-voltage lines is designed for simple, fast and reliable identification and location of fault points on the medium-voltage network.

Claims

PATENT CLAIMS

Medium voltage line data transmission equipment incorporating an antenna-to-amplifier / frequency demodulator for use on distribution transformer stations and having mains or internal power supply, at least two of which are equipped with receiving equipment on one line and a transmitting antenna, characterized in that the ferrite receiving and transmitting antenna of the receiving and transmitting block (1) tuned to a frequency of 50 to 150 kHz is arranged at a safe distance from the busbars inside the transformer station and connected to a logic switch (2) the output is connected to an input of an amplifier (3), which is connected to a frequency demodulator (4), the output of which is connected to an input of a receiving decoding part of a bidirectional modem (5), whose transmitting coding part is connected to a processor block (6) connected to the decoding part of the bidirectional mod emu (5), with one input of the logic switch (2) and one input of the frequency modulator (7), the other input of which is connected to the output of the decoding part of the bidirectional modem (5) and the output of which is connected to the output amplifier (8) connected to another logic switch input (2).