EA021619B1 - Apparatus for transmission of commands for relay protection and emergency automation over high-frequency channels - Google Patents

Apparatus for transmission of commands for relay protection and emergency automation over high-frequency channels Download PDF

Info

Publication number
EA021619B1
EA021619B1 EA201101692A EA201101692A EA021619B1 EA 021619 B1 EA021619 B1 EA 021619B1 EA 201101692 A EA201101692 A EA 201101692A EA 201101692 A EA201101692 A EA 201101692A EA 021619 B1 EA021619 B1 EA 021619B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
signal
input
module
modulus
output
Prior art date
Application number
EA201101692A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201101692A3 (en
EA201101692A2 (en
Inventor
Александр Йосипович Переяславец
Original Assignee
Александр Йосипович Переяславец
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Йосипович Переяславец filed Critical Александр Йосипович Переяславец
Publication of EA201101692A2 publication Critical patent/EA201101692A2/en
Publication of EA201101692A3 publication Critical patent/EA201101692A3/en
Publication of EA021619B1 publication Critical patent/EA021619B1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to electrical engineering and is directed for use in relay protection systems and automation over high-frequency channels. The technical result is aimed at improving interference protection (elimination of noise influence in power transmission lines to reception of emergency commands), reliability (elimination of errors of emergency commands), and safety (elimination possibility reception of false emergency commands). An apparatus comprises power sources, external interfaces, a transmitter unit consisting of the central processor, input of which is connected to N-number moduluses of input action, to a signal modulus, to a telemechanical modulus and to the external interfaces and an output of which is connected to a modulus of power amplification and to a modulus of output linear filter, and a receiver unit consisting of the central processor, input of which is connected to a modulus of input linear filter, and the output is connected to N-number of relay moduluses, to the signal modulus, to the telemechanical modulus and to the external interfaces. A modulus of signal forming is further added to the transmitter unit, one inputs of which is connected via a parallel busbar to the input of central microprocessor and to the output of the telemechanical modulus, and output to the modulus of power amplifier, which, in its turn, is connected to the output linear filter, wherein a demodulator modulus is further added to the receiver unit the input of which is connected to the input linear filter and one of outputs, via parallel busbar, to the input of the central microprocessor, and for connection of the central microprocessor to N-number of relay moduluses further N-number relay control moduluses are added, wherein the modulus of control signal serves for forming the control signal and signal-commands using the method of the direct spreading spectrum by code M-sequence (DSSS) by binar phase manipulation, wherein the demodulator modulus, which receives the signal from the linear filter modulus, provides computation of correlation of the received signal with code M-sequence of the control signal or the signal-command by the method of "optimum receiption".

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах релейной защиты и автоматики по высокочастотным каналам.The invention relates to electrical engineering and is intended for use in relay protection systems and automation through high-frequency channels.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Одной из наиболее надежных систем, осуществляющих эффективный контроль электроэнергетическим комплексом, является релейная защита и противоаварийная автоматика. Принцип ее работы заключается в автоматическом контроле над электроэнергетическими системами (ЭЭС), который осуществляется специальными устройствами. Эти аппараты при необходимости также берут на себя управление поврежденных блоков ЭЭС.One of the most reliable systems providing effective control by the electric power complex is relay protection and emergency automation. The principle of its work is automatic control over electric power systems (EPS), which is carried out by special devices. These devices, if necessary, also take control of damaged EES units.

Современная релейная защита и автоматика основана на новейших микропроцессорах. Такая защита обеспечивает безопасность любых ЭЭС - от небольших электростанций до крупнейших промышленных предприятий. Она также выполняет функции сигнализации, регистрирует события, происходящие на ЭЭС. Так же автоматика мгновенно обнаруживает и отключает неисправные блоки, не нарушая всей работы системы, отвечает за восстановление нормальных режимов работы (например, включать оборудование после аварийного отключения или подключать оборудование к резервному питанию).Modern relay protection and automation is based on the latest microprocessors. Such protection ensures the safety of any power plants - from small power plants to the largest industrial enterprises. It also performs signaling functions, registers events occurring at EPS. Also, automation instantly detects and turns off faulty units, without disrupting the entire system, is responsible for restoring normal operation modes (for example, turning on equipment after an emergency shutdown or connecting equipment to backup power).

Известна высокочастотная аппаратура каналов автоматики ВЧ АКА Кедр (Сертификат РФ № РОСС ЙИ.МЕ27.Н01798 от 03.04.2009, см. Ьйр://тетете.иеп8егу.ги/йа1а/8еп%20кейг.рй1), предназначенная для образования высокочастотных каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.Known high-frequency equipment of the automation channels HF AKA Cedar (Certificate of the Russian Federation No. ROSS YI.ME27.N01798 from 04/03/2009, see. Yr: //tetete.iep8egu.gi/ya1a/8ep%20keyg.ry1), intended for the formation of high-frequency relay channels protection and emergency automation.

Базовый комплект аппаратуры АКА Кедр включает в себя два блока: высокочастотный передатчик (формирователь 8/16/32 сигналов-команд) и высокочастотный приемник (идентификатор 8/16/32 сигналов-команд).The basic set of AKA Cedar equipment includes two units: a high-frequency transmitter (8/16/32 signal-command shaper) and a high-frequency receiver (8/16/32 signal-command identifier).

Базовый комплект АКА Кедр обеспечивает передачу команд противоаварийной автоматики (ПА) одночастотным или двухчастотным последовательным кодом;The basic set of AKA Cedar provides the transmission of emergency control (PA) commands with a single-frequency or two-frequency serial code;

прием команд ПА при условии отсутствия сигнала контрольной частоты и наличия достаточного уровня сигнала команды на выходе усилителя-ограничителя;receiving PA commands in the absence of a control frequency signal and the presence of a sufficient level of the command signal at the output of the amplifier-limiter;

непрерывный автоматический контроль исправности высокочастотного тракта передачей сигнала контрольной частоты с пониженным уровнем мощности;continuous automatic monitoring of the health of the high-frequency path by transmitting a control frequency signal with a reduced power level;

периодический (с интервалом 2 мс) контроль исправности функциональных узлов аппаратуры: от входных цепей передатчика - до выходных реле приемника;periodic (with an interval of 2 ms) monitoring of operability of the functional units of the equipment: from the input circuits of the transmitter to the output relays of the receiver;

запись в энергонезависимую память переданных и принятых команд (дата, время, номер команды); работу оператора с клавиатурой и дисплеем блока ПРЦ (центрального процессора) по выбору/настройке режимов работы и параметров аппаратуры через многоуровневое меню;recording in non-volatile memory of transmitted and received commands (date, time, command number); the operator’s work with the keyboard and display of the PRC unit (central processor) for selecting / setting operating modes and equipment parameters through a multi-level menu;

сигнализацию прохождения команд, а также неисправности ВЧ канала и аппаратуры (с определением неисправного узла). Информация о последнем событии отображается на дисплее до момента подтверждения или появления новой информации.signaling the passage of commands, as well as malfunctions of the RF channel and equipment (with the definition of a faulty unit). Information about the last event is shown on the display until confirmation or new information.

Основным недостатком данной аппаратуры является недостаточная защищенность от промышленных помех (сигналов передатчиков каналов энергосвязи, радиочастотных устройств и т. д.).The main disadvantage of this equipment is the lack of protection from industrial interference (signals from transmitters of energy communication channels, radio frequency devices, etc.).

Известно цифровое устройство передачи команд релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики (ПА) по высокочастотному каналу УПК-Ц, предназначенное для использования в системах противоаварийной автоматики и релейной защиты энергосистем, использующих в качестве канала связи линии электропередачи (ЛЭП) с напряжением 110-1150 кВ (Сертификат РФ №. РОСС КИ.МЕ27.Н01790 № 892817 от 23.03.2009 г. см. Ьйр://тетете.рго8ОЙ8у81ет8.ги/1агде1таде.Ь1т?1т§=1158, сайт компании Рго8ой Ьйр://тетете.рго8ОЙ8у81ет8.ги/ргойис18/ргойис1.Ь1т?р1Й=54). Данный комплект аппаратуры состоит из приемника УПК-Ц и передатчика УПК-Ц, в которых приемопередающий тракт и логика управления осуществляется преимущественно с помощью программы. Основными отличиями данного устройства являются, что команды формируются в групповом сигнале в полосе 4 кГц параллельным двухчастотным кодом, что существенно повышает помехозащищенность тракта передачи и достоверность передаваемой информации;A digital device for transmitting commands of relay protection (RE) and emergency automation (PA) via a high-frequency channel UPK-C is intended for use in emergency control systems and relay protection of power systems using 110-10-1150 voltage transmission lines as a communication channel. kV (Certificate of the Russian Federation No. ROSS KI.ME27.N01790 No. 892817 dated 03/23/2009, see: Yr: //tetete.rgo8OY8u81et8.gi/1agde1tade.b1t? 1t§ = 1158, the website of the company Rg8oy Lyr: // tete. rgo8Oi8u81et8.gi / rgois18 / rgoisi1b1t? p1i = 54). This set of equipment consists of a UPK-Ts receiver and a UPK-Ts transmitter, in which the transceiver path and control logic are carried out mainly using the program. The main differences of this device are that the commands are generated in a group signal in the 4 kHz band by a parallel two-frequency code, which significantly increases the noise immunity of the transmission path and the reliability of the transmitted information;

существует возможность передачи сигналов телемеханики со скоростью 200 Бод независимо от передачи команд;there is the possibility of transmitting telemechanics signals with a speed of 200 Baud, regardless of the transmission of commands;

осуществляется постоянный контроль всех узлов и блоков от входных цепей команд в передатчике до контактов выходных реле команд в приемнике;continuous monitoring of all nodes and blocks from the input command circuits in the transmitter to the contacts of the output relay commands in the receiver;

существует возможность настройки алгоритма обработки команд программным образом; на 4-строчный ЖК-дисплей из энергонезависимого журнала событий выводится информация о времени начала и окончания переданных команд и о возникших аварийных ситуациях;it is possible to configure the algorithm for processing commands programmatically; on a 4-line LCD display from the non-volatile event log displays information about the start and end time of the transmitted commands and about emergency situations;

существует синхронизация часов приемника с часами передатчика с точностью 2 мс.There is a synchronization of the receiver clock with the transmitter clock with an accuracy of 2 ms.

Основным недостатком данной аппаратуры является недостаточная защищенность от промышленных помех (сигналов передатчиков каналов энергосвязи, радиочастотных устройств и т.д.).The main disadvantage of this equipment is the lack of protection from industrial interference (signals from transmitters of communication channels, radio frequency devices, etc.).

Наиболее близким к изобретению, которое заявляется, является аппаратура каналов высокочастотной связи, телемеханики, передачи данных и команд релейной защиты и противоаварийной автоматикиClosest to the invention, which is claimed, is the equipment of high-frequency communication channels, telemechanics, data transmission and relay protection commands and emergency automation

- 1 021619 по высоковольтным линиям электропередачи (Патент на полезную модель РФ № 98656, МПК Н04В 3/00, опубл. 20.10.2010 г.), включающая блок обработки сигнала, блок приема/передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики, блок управления и контроля станции, усилитель мощности, устройство линейное согласующее, блоки питания и терминал, в которой усилитель мощности выполнен по двухступенчатой схеме с двухкратным запасом мощности каждой ступени, с возможностью обеспечения усиления сигнала при отказе одной ступени (горячее резервирование). Также она оснащена резервным блоком питания с возможностью обеспечения питания при отказе штатного блока питания (горячее резервирование), а блок питания содержит элементы коммутации для входного напряжения от 48 до 220 В постоянного тока и 220 В переменного. Также она оснащена резервным каналом связи по выделенной телефонной линии и резервным каналом связи по С8М-каналам, а блок приема/передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики установлен отдельно от основной станции на расстоянии до 1200 м и связанный с ней оптико-волоконным кабелем.- 1 021619 for high-voltage power lines (Patent for utility model of the Russian Federation No. 98656, IPC Н04В 3/00, publ. 10/20/2010), including a signal processing unit, a unit for receiving / transmitting relay protection and emergency control commands, a control unit and station control, power amplifier, linear matching device, power supplies and a terminal in which the power amplifier is made in a two-stage scheme with a double power reserve of each stage, with the possibility of providing signal amplification in case of failure of one stage (hot standby). It is also equipped with a backup power supply with the ability to provide power in case of failure of the standard power supply (hot standby), and the power supply contains switching elements for the input voltage from 48 to 220 V DC and 220 V AC. It is also equipped with a backup communication channel via a dedicated telephone line and a backup communication channel via C8M channels, and the relay / emergency command receiving / transmitting unit is installed separately from the main station at a distance of up to 1200 m and an optical fiber cable connected to it.

Недостатком данной аппаратуры является потребность в широкой полосе частот связи, дороговизна и сложность реализации, низкая помехоустойчивость передачи блокирующих сигналов.The disadvantage of this equipment is the need for a wide band of communication frequencies, the high cost and complexity of implementation, low noise immunity of the transmission of blocking signals.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В основу изобретения поставлена задача создать такую аппаратуру передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики по высокочастотным каналам, в которой за счет введения модуля формирователя сигналов в блок передатчика и модуля демодулятора сигналов в блок приемника, в которых используют принцип расширения спектра кодовой М-последовательностью бинарной фазовой манипуляцией методом прямой последовательности (Ό888) для передачи контрольного сигнала и сигналов-команд, достигается повышение помехозащищенности (исключение влияние шума в линиях электропередач на прием аварийных команд), надежность (исключение пропуска аварийной команды) и безопасность (исключение вероятности приема ложной аварийной команды).The basis of the invention is the task to create such equipment for transmitting relay protection and emergency control commands via high-frequency channels, in which, by introducing a signal conditioning module into the transmitter unit and a signal demodulator module into the receiver unit, which use the principle of spectrum expansion with a binary phase code M-sequence direct sequence manipulation (Ό888) for transmitting a control signal and command signals, an increase in noise immunity is achieved (exclusion of noise detection in power lines for receiving emergency commands), reliability (eliminating the omission of an emergency command) and safety (eliminating the likelihood of receiving a false emergency command).

Указанный технический результат достигается тем, что в аппаратуре передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики по высокочастотным каналам, содержащей источники питания, внешние интерфейсы, блок передатчика, состоящий из центрального процессора, вход которого соединен с Ν-количеством модулей входных действий, с модулем сигнализации, с модулем телемеханики и с внешними интерфейсами, а выход, которого соединен с модулем усилителя мощности и с модулем выходного линейного фильтра, и блок приемника, состоящий из центрального процессора, вход которого соединен с модулем входного линейного фильтра, а выход, которого соединен с Ν-количеством модулей реле, с модулем сигнализации, с модулем телемеханики и с внешними интерфейсами, в которой согласно изобретению в блок передатчика дополнительно введен модуль формирователя сигналов, один из входов которого соединен через параллельную шину с входом центрального микропроцессора и выходом модуля телемеханики, а выход - с модулем усилителя мощности, который, в свою очередь, соединен с модулем выходного линейного фильтра, и в блок приемника дополнительно введен модуль демодулятора сигналов, вход которого соединен с модулем линейного входного фильтра, а один из выходов - через параллельную шину с входом центрального микропроцессора, а для соединения центрального микропроцессора с Ν-количеством модулей реле дополнительно введены Ν-количество модулей управления реле, причем модуль формирователя сигналов предназначен для формирования контрольного сигнала и сигналов-команд методом прямого расширения спектра кодовой М-последовательностью (Ό888) бинарной фазовой манипуляцией, а модуль демодулятора, на который поступает сигнал от модуля линейного фильтра, обеспечивает вычисление корреляции принимаемого сигнала с кодовой Мпоследовательностью контрольного сигнала или сигнала-команды методом оптимального приема.The specified technical result is achieved by the fact that in the equipment for transmitting relay protection and emergency control commands via high-frequency channels, containing power supplies, external interfaces, a transmitter unit consisting of a central processor, the input of which is connected to the Ν-number of input action modules, with an alarm module, with a telemechanics module and with external interfaces, and an output that is connected to a power amplifier module and with an output linear filter module, and a receiver unit, consisting of a central o the processor, the input of which is connected to the input line filter module, and the output, which is connected with the Ν-number of relay modules, with the alarm module, with the telemechanics module and with external interfaces, in which according to the invention an additional signal conditioning module is added to the transmitter unit, one from the inputs of which is connected via a parallel bus to the input of the central microprocessor and the output of the telemechanics module, and the output to the power amplifier module, which, in turn, is connected to the module of the output linear filter tra, and a signal demodulator module is additionally introduced into the receiver unit, the input of which is connected to the linear input filter module, and one of the outputs is connected via a parallel bus to the input of the central microprocessor, and an additional Ν-quantity is added to connect the central microprocessor to the количеством-number of relay modules relay control modules, and the signal shaper module is designed to generate a control signal and command signals by the method of direct spectrum expansion with a code M-sequence (Ό888) binary phase manipulation, and the demodulator module, which receives the signal from the linear filter module, provides the calculation of the correlation of the received signal with the code sequence of the control signal or command signal using the optimal reception method.

Для предложенной аппаратуры передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики по высокочастотным каналам предлагается название - Калина.For the proposed equipment for transmitting commands of relay protection and emergency control via high-frequency channels, a name is proposed - Kalina.

Преимуществом предлагаемого технического решения является повышенная помехоустойчивость аппаратуры приема команд: обеспечение лучших, по сравнению с аналогами, вероятностных характеристик приема команд в условиях действия помех индустриального происхождения при такой же, как у аналогов, устойчивости к помехе вида белого шума. Помехи индустриального происхождения (наводки от радиоизлучающих средств, комбинационные сигналы других передатчиков и т.д.) присутствуют на входе приемника вместе с тепловым шумом, имеющим характер белого гауссова шума, но, в отличие от него, имеют конечные значения ширины частотной полосы.The advantage of the proposed technical solution is the increased noise immunity of the command reception equipment: providing better, in comparison with analogs, probabilistic characteristics of command reception under the influence of interference of industrial origin with the same noise immunity as white analogs. Interferences of industrial origin (interference from radio emitting means, combination signals of other transmitters, etc.) are present at the input of the receiver together with thermal noise, which has the character of a white Gaussian noise, but, in contrast, have finite values of the frequency bandwidth.

Влияние таких помех тем больше, чем ближе их параметры с параметрами полезного сигнала. Например, гармонический сигнал будет наиболее эффективной помехой для сигнала вида немодулированной несущей, если их частоты совпадают.The influence of such interference is greater, the closer their parameters with the parameters of the useful signal. For example, a harmonic signal will be the most effective interference for a signal of the form of an unmodulated carrier, if their frequencies coincide.

Достоверность совпадения параметров помехи и сигнала уменьшается с усложнением структуры сигнала. Количественно степень сложности характеризуется базой сигнала, равной примерно 2-ΔΡ-Τ, где ΔΡ - ширина полосы, а Т - длительность сигнала. Полоса ΔΡ при этом может быть значительно шире минимальной, необходимой для передачи информации; расширения полосы обеспечивается использованием расширяющего сигнала - кодовой последовательности манипуляции, которая не зависит от передаваемой информации. Прием такого сигнала осуществляется путем сопоставления его с синхронизиро- 2 021619 ванной копией (с той же кодовой последовательностью).The reliability of the coincidence of the noise and signal parameters decreases with the complexity of the signal structure. Quantitatively, the degree of complexity is characterized by a signal base of approximately 2-ΔΡ-Τ, where ΔΡ is the bandwidth and T is the signal duration. The band ΔΡ in this case can be significantly wider than the minimum necessary for the transmission of information; band extension is provided by the use of an extension signal - a code sequence of manipulation, which is independent of the transmitted information. Such a signal is received by comparing it with a synchronized copy (with the same code sequence).

Такой метод повышения помехоустойчивости называется методом прямого расширения спектра кодовой последовательности (Όδδδ - Эйес! Бссщспсс 8ртеай 8рес1тит).This method of increasing noise immunity is called the direct expansion of the spectrum of the code sequence (Όδδδ - Eyes! Bssssspss 8prteay 8res1itit).

Степень неприемлемости приемника к помехам прямо пропорциональна коэффициенту расширения спектра. Таким образом, максимально возможная помехоустойчивость определяется допустимой для передачи сигнала шириной полосы частот.The degree to which the receiver is unacceptable to interference is directly proportional to the spreading factor. Thus, the maximum possible noise immunity is determined by the bandwidth acceptable for signal transmission.

Предложенное техническое решение предусматривает использование всей (отводимой нормативам) частотной полосы для передачи сигнала команды, обеспечивающей повышение устойчивости к помехам индустриальных объектов, сохраняя устойчивость к помехе вида белого гауссова шума, что осуществляется благодаря дополнительному вводу в блок передатчика модуля формирователя сигналов, а в блок приемника модуля демодулятора расширяющего спектр сигнала (расширяющего кода).The proposed technical solution provides for the use of the entire (allotted to the standards) frequency band for transmitting a command signal providing increased immunity to interference from industrial facilities, while maintaining immunity to white Gaussian noise, due to the additional input of the signal conditioning module into the transmitter unit and into the receiver unit a demodulator module of a spectrum spreading signal (spreading code).

Блок формирователя сигнала включает два основных узла: модулятор и усилитель. Автоматикой инициализируется генерация гармонического сигнала δίη(Δωί), продолжительность которого равна Тк, а частота ω равна центральной частоте выделенного частотного канала шириной полосы Δί. В модуляторе выполняется фазовая π-манипуляция сигнала кодом φ3(1). соответствующая переданной команде (или контрольному сигналу в отсутствие команд). Усиленный сигнал поступает в линию.The signal conditioning unit includes two main nodes: a modulator and an amplifier. The automation initiates the generation of a harmonic signal δίη (Δωί), the duration of which is T k , and the frequency ω is equal to the center frequency of the selected frequency channel with a bandwidth Δί. The modulator performs phase π-manipulation of the signal with code φ 3 (1). corresponding to the transmitted command (or control signal in the absence of commands). The amplified signal is sent to the line.

В приемнике полосным фильтром селектируется (от слова селективность) рабочая полоса канала Δί, далее выделенный сигнал через усилитель поступает на умножитель. Из результата перемножения низкочастотным фильтром выделяется постоянная составляющая Οθ8(ωί + φ^ί)) = Со8(0), которая после накопления в интеграторе сравнивается с порогом для принятия решения о приеме команды.In the receiver, the bandwidth of the channel Δί is selected (from the word selectivity) by a band-pass filter, then the selected signal is fed through the amplifier to the multiplier. From the result of multiplying the low-pass filter is allocated a constant component Οθ8 (ω ί + φ ^ ί )) = CD8 (0), which, after the accumulation of the integrator is compared with a threshold for deciding the team reception.

Умножитель и следующие за ним элементы составляют структуру коррелятора, что в теории приема сигналов называется оптимальным приемником.The multiplier and the elements following it make up the correlator structure, which in the theory of signal reception is called the optimal receiver.

Суть оптимального приема - использования в приемнике копии, совпадающей с принимаемым сигналом по всем координатам. Очевидно, что для достижения максимума выходного сигнала коррелятор (равенства нулю СоДо, + φ^ί)) = Со8(0)) необходимо точное временное сочетание копии и сигнала, которое реализуется синхронизацией приемника к передатчику.The essence of optimal reception is to use a copy in the receiver that matches the received signal in all coordinates. Obviously, to achieve the maximum output signal, the correlator (equal to zero CoDo, + φ ^ ί)) = Co8 (0)) requires an exact temporal combination of copy and signal, which is realized by synchronizing the receiver to the transmitter.

Синхронизация приемника обеспечивается за счет контрольного сигнала, который непрерывно передается в виде соответствующего ему кода расширения. В общем случае в аппаратуре используется N + 1 код расширения, где N - необходимое количество команд. Как коды расширения используются псевдослучайные последовательности, из семейства М-последовательностей, имеющие минимальную взаимную корреляцию.The synchronization of the receiver is ensured by the control signal, which is continuously transmitted in the form of an extension code corresponding to it. In the general case, the equipment uses the N + 1 extension code, where N is the required number of commands. As extension codes, pseudo-random sequences from the family of M-sequences having minimal cross-correlation are used.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Суть изобретения объясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная схема блока передатчика, на фиг. 2 - структурная схема блока приемника.The essence of the invention is explained by the drawings, where in FIG. 1 shows a block diagram of a transmitter unit; FIG. 2 is a block diagram of a receiver unit.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Аппаратура передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики (см. фиг. 1 и 2) состоит из источников питания 1, блока передатчика 2, который состоит из центрального процессора 3, вход которого соединен с Ν-количеством модулей входных действий 4, которые превращают аварийные сигналы, поступающие от устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики, с модулем сигнализации 5, с модулем телемеханики 6 и с внешними интерфейсами 7. Выход центрального процессора 3 соединен с модулем усилителя мощности 8 и с модулем выходного линейного фильтра 9. Также аппаратура содержит блок приемника 10, который состоит из центрального процессора 11, вход которого соединен с модулем входного линейного фильтра 12, а выход, которого соединен с Ν-количеством модулей реле 13, с модулем сигнализации 14, с модулем телемеханики 15 и с внешними интерфейсами 16. Также в блок передатчика 2 дополнительно введен модуль формирователя сигналов 17, один из входов которого соединен через параллельную шину с входом центрального микропроцессора 3 и выходом модуля телемеханики 6, а выход - с модулем усилителя мощности 8, который, в свою очередь, соединен с модулем выходного линейного фильтра 9, и в блок приемника 10 дополнительно введен модуль демодулятора сигналов 18, вход которого соединен с модулем линейного входного фильтра 12, а один из выходов - через параллельную шину с входом центрального микропроцессора 11, а для соединения центрального микропроцессора 11 из Ν-количеством модулей реле 13 дополнительно введено Ν-количество модулей управления реле 19.The equipment for transmitting relay protection and emergency control commands (see Figs. 1 and 2) consists of power supplies 1, a transmitter unit 2, which consists of a central processor 3, the input of which is connected to the Ν-number of input actions modules 4, which convert alarm signals coming from relay protection and emergency automation devices, with an alarm module 5, with a telemechanics module 6 and with external interfaces 7. The output of the central processor 3 is connected to the power amplifier module 8 and to the linear output module filter 9. The apparatus also contains a receiver unit 10, which consists of a central processor 11, the input of which is connected to the input line filter module 12, and the output, which is connected to the Ν-number of relay modules 13, to the signaling module 14, to the telemechanics module 15 and with external interfaces 16. Also, a signal shaper module 17 is additionally introduced into the transmitter unit 2, one of the inputs of which is connected via a parallel bus to the input of the central microprocessor 3 and the output of the telemechanics module 6, and the output to the power amplifier module 8, which, in turn, is connected to the output linear filter module 9, and a signal demodulator module 18 is additionally introduced into the receiver unit 10, the input of which is connected to the linear input filter module 12, and one of the outputs through a parallel bus with the input of the central microprocessor 11, and for connecting the central microprocessor 11 of the Ν-number of relay modules 13, an additional Ν-number of relay control modules 19 is introduced.

Данная аппаратура работает следующим образом. Модули входных действий 4 превращают напряжение аварийных сигналов в параллельный двоичный код и передают в центральный процессор 3. Модуль формирователя сигнала 17 формирует фазоманипулированный сигнал, соответствующий переданной команде или, в отсутствие команд, контрольному сигналу, используя метод расширения спектра кодовой последовательностью для передачи аварийных команд, осуществляя π-манипуляцию гармонического сигнала δίη(Δωί) кодом φί(1), который поступает (в виде синусоидального напряжения) непосредственно в модуль формирователя сигнала 17 по отдельному входу (не показан) с гальванической развязкой. Контрольный сигнал предназначен для поддержания постоянной синхронизации между блоком передатчика 2 и блоком приемника 10. Кроме этого, переданный в линию сигнал содержит информацию оThis equipment operates as follows. The input action modules 4 turn the alarm voltage into a parallel binary code and transmit it to the central processor 3. The signal shaper module 17 generates a phase-shift signal corresponding to the transmitted command or, in the absence of commands, to the control signal, using the spread spectrum method with a code sequence for transmitting emergency commands, performing π-manipulation of the harmonic signal δίη (Δωί) with code φί (1), which enters (in the form of a sinusoidal voltage) directly into the module of Tell signal 17 to a separate input (not shown) electrically isolated. The control signal is designed to maintain constant synchronization between the transmitter unit 2 and the receiver unit 10. In addition, the signal transmitted to the line contains information about

- 3 021619 текущей фазе и, при необходимости, данные телеметрии. Данные телеметрии поступают от модуля телемеханики 6 в модуль формирователя сигнала 17 через центральный процессор 3. Частота линейного сигнала может устанавливаться в диапазоне от 24 до 1000 кГц с шагом Αί.- 3 021619 current phase and, if necessary, telemetry data. Telemetry data is received from the telemechanics module 6 to the signal shaper module 17 through the central processor 3. The frequency of the linear signal can be set in the range from 24 to 1000 kHz with a step of Αί.

Выходящий сигнал δ из модуля формирователя сигналов 17 поступает на модуль усилителя мощности 8, который питается от источника питания 1а. Усилитель мощности 8 - линейный, выходная мощность регулируется в диапазоне от 32 до 47 дБм с шагом 1 дБм. Управление мощностью, а также диагностика проводится центральным процессором 3. Уровень внеполосных излучений на любой частоте диапазона 24-1000 кГц за пределами рабочей полосы не превышает минус 40 дБ относительно текущего значения выходной мощности. Выходное сопротивление 75 Ом (номинальное значение).The output signal δ from the signal conditioning module 17 is fed to the power amplifier module 8, which is powered by a power source 1a. The power amplifier 8 is linear, the output power is adjustable in the range from 32 to 47 dBm in 1 dBm increments. Power control, as well as diagnostics, is carried out by the central processor 3. The level of out-of-band emissions at any frequency of the range 24-1000 kHz outside the operating band does not exceed minus 40 dB relative to the current value of the output power. Output impedance 75 ohms (nominal value).

Выходящий сигнал δ из модуля усилителя мощности 8 поступает в линию через модуль выходного линейного фильтра 9.The output signal δ from the power amplifier module 8 enters the line through the output line filter module 9.

Также блок передатчика 2 имеет внешние интерфейсы 7. Это позволяет решать разнообразные задачи, такие как ручная или автоматизированная диагностика работоспособности аппаратуры, проверка электрических характеристик, установка конфигураций при пуске-наладке, тестировании и модификации внутренних рабочих программ. Это также обеспечивает возможность включения устройства в состав локальной сети.The transmitter unit 2 also has external interfaces 7. This allows you to solve a variety of tasks, such as manual or automated diagnostics of equipment performance, checking electrical characteristics, setting configurations during commissioning, testing and modification of internal work programs. It also provides the ability to incorporate the device into the local network.

Далее сигнал δΒΧ через входной линейный фильтр 12 поступает в модуль демодуляции сигналов 18. Центральная частота входного сигнала может быть установлена в диапазоне от 24 до 1000 кГц с шагом Δί. Установка частоты производится центральным процессором 11.Next, the signal δ ΒΧ through the input line filter 12 enters the signal demodulation module 18. The center frequency of the input signal can be set in the range from 24 to 1000 kHz with a step Δί. The frequency setting is performed by the Central processor 11.

Модуль демодулятора сигналов 18 выполняет следующие задачи:The signal demodulator module 18 performs the following tasks:

прием контрольного сигнала и поддержку синхронизации между блоком передатчика 2 и блоком приемника 10;receiving a pilot signal and supporting synchronization between the transmitter unit 2 and the receiver unit 10;

прием аварийных команд; прием данных о текущей фазе; прием данных телеметрии; формирование выходного сигнала фазы.receiving emergency teams; receiving data about the current phase; receiving telemetry data; the formation of the output signal phase.

В модуле демодулятора сигналов 18 блока приемника 10 осуществляют его синхронизацию за счет непрерывно передаваемого контрольного сигнала и определения корреляции принятого сигнала и копий кодов аварийных команд, дальше демодулированные коды принятых аварийных команд и данные телеметрии передаются в центральный процессор 11 с помощью параллельной шины, аналогичной той, которая применяется в блоке передатчика 2.In the signal demodulator module 18 of the receiver unit 10, it is synchronized by continuously transmitting a control signal and determining the correlation of the received signal and copies of emergency command codes, then the demodulated received emergency command codes and telemetry data are transmitted to the central processor 11 using a parallel bus similar to that which is used in the transmitter unit 2.

Соответственно коду принятой команды центральный процессор 11 проводит включения одного или нескольких выходов модулей реле 13. Для соединения этих модулей 13 с центральным микропроцессором 11 предназначены модули управления реле 19.Corresponding to the code of the received command, the central processor 11 conducts the inclusion of one or more outputs of the relay modules 13. To control these modules 13 with the central microprocessor 11, the relay control modules 19 are designed.

Данные телеметрии поступают на выход блока приемника 10 через модуль телемеханики 15.Telemetry data is output to the receiver unit 10 through the telemechanics module 15.

Сигнал фазы формируется на отдельном выходе (не показан) с гальванической развязкой модуля демодулятора 18 в виде аналогового синусоидального сигнала с частотой 50 Гц.The phase signal is generated at a separate output (not shown) with galvanic isolation of the demodulator module 18 in the form of an analog sinusoidal signal with a frequency of 50 Hz.

Блок приемника 10, также как и блок передатчика 2, поддерживает обмен с внешними устройствами с помощью внешних интерфейсов 16.The receiver unit 10, as well as the transmitter unit 2, supports communication with external devices using external interfaces 16.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Использование данного технического решения позволяет передавать команды релейной защиты энергообъектов: телеускорение, телеотключение, запрет/разрешение повторного включения. Также передачу команд противоаварийной автоматики: фиксацию отключения ВЛ (воздушной линии), автоматики повышения напряжения, асинхронного хода, специального ограничителя нагрузки и т.д., и передачу фазы напряжения промышленной частоты (для противоаварийной автоматики по углу).Using this technical solution allows you to transmit the relay protection command of power facilities: acceleration, tele-shutdown, prohibition / permission to re-enable. Also, the transmission of emergency control commands: fixing the shutdown of overhead lines (overhead line), automatic voltage boost, asynchronous operation, a special load limiter, etc., and the transmission of the voltage phase of industrial frequency (for emergency control by angle).

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Аппаратура передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики по высокочастотным каналам, содержащая источники питания, внешние интерфейсы, блок передатчика, состоящий из центрального процессора, вход которого соединен с Ν-количеством модулей входных действий, с модулем сигнализации, с модулем телемеханики и с внешними интерфейсами, а выход которого соединен с модулем усилителя мощности и с модулем выходного линейного фильтра, и блок приемника, состоящий из центрального процессора, вход которого соединен с модулем входного линейного фильтра, а выход которого соединен с Ν-количеством модулей реле, с модулем сигнализации, с модулем телемеханики и с внешними интерфейсами, отличающаяся тем, что в блок передатчика дополнительно введен модуль формирователя сигналов, один из входов которого соединен через параллельную шину с входом центрального микропроцессора и выходом модуля телемеханики, а выход - с модулем усилителя мощности, который, в свою очередь, соединен с модулем выходного линейного фильтра, и в блок приемника дополнительно введен модуль демодулятора сигналов, вход которого соединен с модулем линейного входного фильтра, а один из выходов - через параллельную шину с входом центрального микропроцессора, а для соединения центрального микропроцессора с Ν-количеством модулей реле дополнительно введены Ν- 4 021619 количество модулей управления реле, причем модуль формирователя сигналов предназначен для формирования контрольного сигнала и сигналов-команд методом прямого расширения спектра кодовой Мпоследовательностью (Ό888) бинарной фазовой манипуляцией, а модуль демодулятора, на который поступает сигнал от модуля линейного фильтра, обеспечивает вычисление корреляции принимаемого сигнала с кодовой М-последовательностью контрольного сигнала или сигнала-команды методом оптимального приема.Equipment for transmitting relay protection and emergency control commands over high-frequency channels, containing power supplies, external interfaces, a transmitter unit consisting of a central processor, the input of which is connected to the Ν-number of input action modules, with an alarm module, with a telemechanics module and with external interfaces, and the output of which is connected to the power amplifier module and to the output line filter module, and the receiver unit, consisting of a central processor, the input of which is connected to the input module a linear filter, the output of which is connected with the Ν-number of relay modules, with an alarm module, with a telemechanics module and with external interfaces, characterized in that the signal conditioning module is additionally introduced into the transmitter unit, one of the inputs of which is connected via a parallel bus to the central input microprocessor and the output of the telemechanics module, and the output is with the power amplifier module, which, in turn, is connected to the output line filter module, and a demodulator module with ignals, the input of which is connected to the linear input filter module, and one of the outputs is through a parallel bus with the input of the central microprocessor, and for connecting the central microprocessor with the Ν-number of relay modules, Ν-4 021619 the number of relay control modules is additionally introduced, moreover, the signal conditioning module It is intended for the formation of a control signal and command signals by the method of direct spectrum spreading by a code M sequence (Ό888) by binary phase shift keying, and the demodulator module, on which upaet signal from the linear filter module provides correlation calculation of the received signal with a pilot code sequence or M-command signal by the optimal reception.
EA201101692A 2010-12-27 2011-12-27 Apparatus for transmission of commands for relay protection and emergency automation over high-frequency channels EA021619B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201015807U UA65328U (en) 2010-12-27 2010-12-27 Kalyna, an apparatus for transmission of commands for relay protection and emergency automation over high-frequency channels

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201101692A2 EA201101692A2 (en) 2012-04-30
EA201101692A3 EA201101692A3 (en) 2012-08-30
EA021619B1 true EA021619B1 (en) 2015-07-30

Family

ID=50840329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201101692A EA021619B1 (en) 2010-12-27 2011-12-27 Apparatus for transmission of commands for relay protection and emergency automation over high-frequency channels

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA021619B1 (en)
UA (1) UA65328U (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213785U1 (en) * 2022-07-15 2022-09-28 Общество с ограниченной ответственностью "ЭлекомСервис" Device for transmitting and receiving signals of high-frequency protection and commands of relay protection and emergency automation

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106556773A (en) * 2015-09-25 2017-04-05 国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司 Target Temporal Data collecting unit during outdoor belt based on flush bonding processor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1494101A2 (en) * 1986-10-04 1989-07-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики Transceiver for high-frequency protection of power transmission line
US20050273207A1 (en) * 2002-02-25 2005-12-08 Dougherty John J Distributed protection system for power distribution systems
JP2008028863A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Toshiba Corp Protection relay with communication function
RU86806U1 (en) * 2009-05-12 2009-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") RELAY AND DEVICE FOR CONTROL AND PROTECTION OF ELECTRICAL INSTALLATIONS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1494101A2 (en) * 1986-10-04 1989-07-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики Transceiver for high-frequency protection of power transmission line
US20050273207A1 (en) * 2002-02-25 2005-12-08 Dougherty John J Distributed protection system for power distribution systems
JP2008028863A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Toshiba Corp Protection relay with communication function
RU86806U1 (en) * 2009-05-12 2009-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") RELAY AND DEVICE FOR CONTROL AND PROTECTION OF ELECTRICAL INSTALLATIONS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213785U1 (en) * 2022-07-15 2022-09-28 Общество с ограниченной ответственностью "ЭлекомСервис" Device for transmitting and receiving signals of high-frequency protection and commands of relay protection and emergency automation

Also Published As

Publication number Publication date
EA201101692A3 (en) 2012-08-30
EA201101692A2 (en) 2012-04-30
UA65328U (en) 2011-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2030336B1 (en) Communication apparatus and method
US4475208A (en) Wired spread spectrum data communication system
CN105161943A (en) Method and device for de-energizing socket intelligently and intelligently de-energized socket
CN102946259B (en) Carrier wave communication system based on electric power line and carrier wave communication method
JP2015012447A (en) Communication system and communication device
US3483546A (en) Power line communication systems
CN107852250B (en) Wireless relay system, slave unit of wireless relay system, and recovery method of wireless relay system
EA021619B1 (en) Apparatus for transmission of commands for relay protection and emergency automation over high-frequency channels
WO2012091689A1 (en) Apparatus for transmitting relay protection and automatic emergency control commands
JP2016092709A (en) Antenna system abnormality detection method, system of distributed antenna, and repeating device using the same
JP3133522B2 (en) Wireless abnormality monitoring equipment
JP2014120845A (en) Communication system
RU46266U1 (en) DEVICE FOR REMOTE CONTROL OF PARAMETERS OF INSTALLATIONS OF CATHODE PROTECTION OF MAIN PIPELINES
JP2701197B2 (en) Portable track circuit device
US9432157B2 (en) Adaptive control system and method
JPH07297759A (en) Spread spectrum communication equipment
CN108476038B (en) Signal detection method, first network equipment, power supply equipment and system thereof
SU152397A1 (en) Method for remote monitoring of work stations cathodic protection of pipelines
JPH1198114A (en) Ss transmitter
KR200423696Y1 (en) The wireless monitoring and control equipments for low power system using Direct sequence spread spectrum
JPH1198113A (en) Ss transmitter
JP2005051391A (en) Optical transmission apparatus and its resetting method, and optical transmission system
JP3507469B2 (en) Protection relay system, communication device, and protection relay method
JPS59236A (en) Signal collision detecting system
SU711698A1 (en) Device for synchronizing multichannel communication systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ