RU2061256C1 - Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line - Google Patents

Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2061256C1
RU2061256C1 SU4782054A RU2061256C1 RU 2061256 C1 RU2061256 C1 RU 2061256C1 SU 4782054 A SU4782054 A SU 4782054A RU 2061256 C1 RU2061256 C1 RU 2061256C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
signal
phase
frequency
wires
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.И. Гутин
С.А. Цагарейшвили
Т.И. Захарова
Original Assignee
Научно-производственный кооперативный центр "Канал"
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 Научно-производственный кооперативный центр "Канал" filed Critical Научно-производственный кооперативный центр "Канал"
Priority to SU4782054 priority Critical patent/RU2061256C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2061256C1 publication Critical patent/RU2061256C1/en

Links

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device has transmitter 1, three phase wires 2, receiver 3 with first and second phase shifters 5.1 and 5.2 and symmetric-constituent voltage filters, including direct sequence filter 4.1 and reverse sequence filter 4.2. In addition device has rectifying bridge 6 and low-pass filter 7. When information is transmitted, transmitter converts signal currents which has frequency f0, converted signals are sent to three-phase electric transmission line 2 with three-phase voltage in reverse and direct sequences at frequencies f1 and f2. These voltage levels are received symmetric- constituent voltage filters 4.1 and 4.2, which output, respectively, first voltage of signal and first voltage having electric line supply frequency F and second voltage of signal and second voltage having electric line supply frequency. Phase shifters 5.1 and 5.2 aligns phases of supply line frequency voltage values. They are sent from joint outputs of phase shifters to input of rectifying bridge 6, which outputs total voltage of signal. In result, low-pass filter 7 having bandwidth ΔF ≅ F outputs signal having frequency fo, which may be sent from information output of device to control unit. Stability to noise is increased due to fact that voltage of signal is

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для приема и передачи телесигналов. The invention relates to electrical engineering and can be used for receiving and transmitting television signals.

Известно устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, содержащее передатчик, трехфазную линию электропередачи, приемник [1]
Недостатками этого устройства являются потеря работоспособности устройства при неполнофазном режиме в трехфазной линии электропередачи, а также необходимость передачи сигнала большой мощности из-за приема сигналов без подавления гармонических составляющих напряжения промышленной частоты.A device for transmitting and receiving signals through the wires of a three-phase power line containing a transmitter, a three-phase power line, a receiver [1]
The disadvantages of this device are the loss of operability of the device during non-phase operation in a three-phase power line, as well as the need to transmit a high power signal due to the reception of signals without suppressing the harmonic components of the voltage of the industrial frequency.

Наиболее близким к изобретению является устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи [2]
Недостатком такого устройства является низкая помехозащищенность при приеме сигналов.Closest to the invention is a device for transmitting and receiving signals over wires of a three-phase power line [2]
The disadvantage of this device is the low noise immunity when receiving signals.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приема сигналов. The aim of the invention is to increase the noise immunity of signal reception.

На чертеже приведена функциональная схема устройства. The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит передатчик 1, фазные провода 2 "А", "В", "С" линии электропередачи, приемник 3, включающий фильтр 41 напряжения симметричных составляющих обратной последовательности и фильтр 42напряжения симметричных составляющих прямой последовательности, первый 51 и второй 52 фазовращателя, выпрямительный мост 6, узкополосный фильтр 7.The device contains a transmitter 1, phase wires 2 "A", "B", "C" of the power line, a receiver 3, including a filter 4 1 voltage of the symmetrical components of the negative sequence and a filter 4 2 voltage of the symmetrical components of the direct sequence, the first 5 1 and second 5 2 phase shifters, rectifier bridge 6, narrow-band filter 7.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При работе передатчика 1 в его фазных проводах "А", "В", "С" образуются следующие токи сигнала [3] iA Im[cos( ωot- Ω t)-cos( ω ot + Ω t + 180o)] iB Im[cos( ωot Ω t + 120o) cos( ωot + Ω t + 60o)] ic Im[cos( ωot Ω t + 240o) cos ( ω ot + + Ω t 60o)] (1) где Im амплитудное значение токов на частотах ω1 ( ω о Ω ) и ω 2 ( ω о + Ω ); ωo 2 πfo; Ω 2 π F; f1=

Figure 00000004
, f2=
Figure 00000005
, f0=
Figure 00000006
; F частота промышленного напряжения.When the transmitter 1 is operating in its phase conductors “A”, “B”, “C”, the following signal currents are generated [3] i A I m [cos (ω o t- Ω t) -cos (ω o t + Ω t + 180 o )] i B I m [cos (ω o t Ω t + 120 o ) cos (ω o t + Ω t + 60 o )] i c I m [cos (ω o t Ω t + 240 o ) cos (ω o t + + Ω t 60 o )] (1) where I m is the amplitude value of currents at frequencies ω 1 (ω о Ω) and ω 2 (ω о + Ω); ω o 2 πf o ; Ω 2 π F; f 1 =
Figure 00000004
, f 2 =
Figure 00000005
, f 0 =
Figure 00000006
; F frequency of industrial voltage.

Эти токи образуют на входе приемного устройства 3 трехфазные напряжения сигналов, мгновенные значения которых описываются выражениями UA Um[cos( ωot- Ω t)-cos( ω ot + Ω t + 180o)] UBUm[cos( ωot Ω t + 120o) cos( ωot + Ω t + 60o)]
Uc Um[cos( ωot Ω t + 240o) cos ( ω ot + + Ω t 60o)] (2) где UA, UB, UС фазные напряжения сигнала.These currents form three-phase signal voltages at the input of the receiving device 3, the instantaneous values of which are described by the expressions U A U m [cos (ω o t-Ω t) -cos (ω o t + Ω t + 180 o )] U B U m [ cos (ω o t Ω t + 120 o ) cos (ω o t + Ω t + 60 o )]
U c U m [cos (ω o t Ω t + 240 o ) cos (ω o t + + Ω t 60 o )] (2) where U A , U B , U C are the phase voltages of the signal.

Из формулы (2) следует, что на частоте ω1 имеем напряжения обратного чередования фаз А, С, В, а на частоте ω2 прямого чередования фаз А, В, С. Напряжение сигнала обратной последовательности на частоте ω1 принимается фильтром напряжения симметричных составляющих (ФНСС) обратной последовательности 41. Напряжение сигнала прямой последовательности на частоте ω 2 принимается ФНСС 42 прямой последовательности.From formula (2) it follows that at a frequency of ω 1 we have voltages of reverse phase rotation A, C, B, and at a frequency of ω 2 direct alternation of phases A, B, C. The voltage of the signal of the negative sequence at frequency ω 1 is received by a voltage filter of symmetrical components (FNS) reverse sequence 4 1 . The voltage of the direct sequence signal at a frequency of ω 2 is adopted by the Federal Tax Service 4 2 direct sequence.

Аналитические выражения мгновенных значений напряжений сигнала на соответствующих выходных клеммах ФНСС обратной и прямой последовательностей будут иметь вид

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
(3) где Ψ1 и Ψ 2 начальные фазы.The analytical expressions of the instantaneous values of the signal voltages at the corresponding output terminals of the Federal Tax Service of the reverse and forward sequences will have the form
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
(3) where Ψ 1 and Ψ 2 are the initial phases.

Первый и второй фазовращатели производят сдвиг фаз так, чтобы
Ψ1= Ψ 2 0.The first and second phase shifters produce a phase shift so that
Ψ 1 = Ψ 2 0.

Выражения мгновенных значений напряжений сигнала на соответствующих выходных клеммах фазовращателей 51 и 52 с учетом равенства Ψ будут иметь вид

Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
(4)
При этом считаем, что коэффициенты передачи напряжений ФНСС и фазовращателей равны 1.Expressions of the instantaneous values of the signal voltages at the corresponding output terminals of the phase shifters 5 1 and 5 2 taking into account the equality Ψ will have the form
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
(4)
Moreover, we believe that the transmission coefficients of the voltage of the Federal Tax Service and phase shifters are equal to 1.

Напряжение сигнала на первой диагонали выпрямительного моста U

Figure 00000013
является суммой двух напряжений сигналов U
Figure 00000014
и U
Figure 00000015
. Эта сумма, учитывая выражение (4), равна
U
Figure 00000016
Um sin ω 1t + Um sin ω 2t
2Um cos Ω t sin ω ot (5)
В связи с тем, что ФНСС обратной 41 и прямой 42последовательностей, а также первый и второй фазовращатели настроены соответственно на частоты ω 1 и ω 2, на первой диагонали выпрямительного моста 6 будет также присутствовать напряжение промышленной частоты F, определяемое как сумма двух напряжений на выходных клеммах первого и второго фазовращателей, т.е.Signal voltage on the first diagonal of the rectifier bridge U
Figure 00000013
is the sum of two signal voltages U
Figure 00000014
and U
Figure 00000015
. This sum, given expression (4), is equal to
U
Figure 00000016
U m sin ω 1 t + U m sin ω 2 t
2U m cos Ω t sin ω o t (5)
Due to the fact that the FNS of the reverse 4 1 and direct 4 2 sequences, as well as the first and second phase shifters are tuned to frequencies ω 1 and ω 2 , respectively, the industrial frequency voltage F, defined as the sum of two, will also be present on the first diagonal of the rectifier bridge 6 voltages at the output terminals of the first and second phase shifters, i.e.

U

Figure 00000017
Um(F) sin Ω t + Um(F) sin Ω t
2 Um(F) sin Ω t (6)
Причем всегда выполняется условие
Um(F) > >Um (7)
Диоды выпрямительного моста 6 открываются напряжением промышленной частоты F, которое определено выражением (6), и на выходе выпрямительного моста 6 формируется двухполупериодное выпрямленное напряжение промышленной частоты
U
Figure 00000018
=
Figure 00000019
Figure 00000020
+
Figure 00000021
+
Figure 00000022
+
Figure 00000023
(8)
Выражение (8) показывает, что на выходе выпрямительного моста будет присутствовать постоянная составляющая выпрямленного напряжения промышленной частоты и ее четные гармоники, т.е. напряжения с частотами 100, 200, 300 Гц и т.д. (при F 50 Гц).U
Figure 00000017
U m (F) sin Ω t + U m (F) sin Ω t
2 U m (F) sin Ω t (6)
Moreover, the condition is always satisfied
U m (F) >> U m (7)
The diodes of the rectifier bridge 6 are opened by the voltage of the industrial frequency F, which is determined by the expression (6), and a half-wave rectified voltage of the industrial frequency is formed at the output of the rectifier bridge 6
U
Figure 00000018
=
Figure 00000019
Figure 00000020
+
Figure 00000021
+
Figure 00000022
+
Figure 00000023
(8)
Expression (8) shows that at the output of the rectifier bridge there will be a constant component of the rectified voltage of the industrial frequency and its even harmonics, i.e. voltage with frequencies of 100, 200, 300 Hz, etc. (at F 50 Hz).

На выходе выпрямительного моста 6 будет присутствовать также напряжение сигнала на частоте ωo, так как в выражении(5) cos Ω t cos 01.At the output of the rectifier bridge 6 there will also be a signal voltage at a frequency ω o , since in expression (5) cos Ω t cos 01.

Действующее значение напряжения сигнала U

Figure 00000024
на входе выпрямительного моста на частоте ω1 из (4)
U
Figure 00000025
=
Figure 00000026
(9)
Действующее значение напряжения сигнала U
Figure 00000027
на входе выпрямительного моста на частоте ω2 из (4) равно
U
Figure 00000028
=
Figure 00000029
(10)
Действующее значение напряжения сигнала на выходе выпрямительного моста U
Figure 00000030
на частоте ωo с учетом (9) и (10)
U
Figure 00000031
=
Figure 00000032
Figure 00000033
Um (11)
При этом коэффициент передачи по напряжению выпрямительного моста 6 на частоте ωo принимается равным 1.The effective value of the voltage signal U
Figure 00000024
at the input of the rectifier bridge at a frequency of ω 1 from (4)
U
Figure 00000025
=
Figure 00000026
(9)
The effective value of the voltage signal U
Figure 00000027
at the input of the rectifier bridge at a frequency of ω 2 from (4) is equal to
U
Figure 00000028
=
Figure 00000029
(ten)
The effective value of the voltage signal at the output of the rectifier bridge U
Figure 00000030
at a frequency ω o taking into account (9) and (10)
U
Figure 00000031
=
Figure 00000032
Figure 00000033
U m (11)
In this case, the transmission coefficient for the voltage of the rectifier bridge 6 at a frequency ω o is taken equal to 1.

Для доказательства достижения цели, поставленной изобретением, достаточно показать, что при одной и той же мощности сигнала на выходе передатчика 1, частоте сигнала ωo и одной и той же ширине полосы пропуская ΔF узкополосных фильтров приемника 3 напряжение сигнала на выходе узкополосного фильтра в данном устройстве будет больше, чем напряжение сигнала в прототипе, т.е.To prove the achievement of the goal set by the invention, it is enough to show that at the same signal power at the output of the transmitter 1, the signal frequency ω o and the same bandwidth, passing ΔF of the narrow-band filters of the receiver 3, the signal voltage at the output of the narrow-band filter in this device will be greater than the signal voltage in the prototype, i.e.

γ

Figure 00000034
> 1 (12) где U1 действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра 7 в предлагаемом устройстве; U2 действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра в прототипе (при этом считаем коэффициенты передачи по напряжению узкополосных фильтров в прототипе и предлагаемом устройствах равными).γ
Figure 00000034
> 1 (12) where U 1 is the effective voltage value of the signal at the output of the narrow-band filter 7 in the proposed device; U 2 is the current value of the signal voltage at the output of the narrow-band filter in the prototype (in this case, we consider the transmission coefficients for the voltage of narrow-band filters in the prototype and the proposed devices to be equal).

Примем полосы пропускания узкополосных фильтров в прототипе в предлагаемом устройстве ΔF ≅ 50 Гц для того, чтобы в полосу пропускания узкополосных фильтров попало не больше одной гармоники промышленного напряжения частоты F. We accept the passband of narrow-band filters in the prototype in the proposed device ΔF ≅ 50 Hz so that the passband of narrow-band filters does not get more than one harmonic of the industrial voltage of frequency F.

Напряжение сигнала на выходе узкополосного фильтра в прототипе на частоте ωo:
U2 Um sin ( ωot + Ψ2 ) (13)
Действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра в прототипе из формулы (13)
U2=

Figure 00000035
(14)
Определим отношение γ учитывая, что действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра в предлагаемом устройстве на частоте ωo равно Um (11). Тогда
γ
Figure 00000036
Figure 00000037
(15)
Таким образом, при одной и той же мощности передающего устройства напряжение сигнала на выходе узкополосного фильтра в предлагаемом устройстве будет в
Figure 00000038
раз больше, чем в прототипе. Из этого следует, что при одном и том же напряжении помехи на частоте ωo отношение сигнал/помеха в предлагаемом устройстве будет также выше в
Figure 00000039
раз, чем в прототипе, и соответственно выше помехоустойчивость приема сигналов.The signal voltage at the output of a narrow-band filter in the prototype at a frequency ω o :
U 2 U m sin (ω o t + Ψ 2 ) (13)
The effective value of the voltage signal at the output of the narrow-band filter in the prototype of the formula (13)
U 2 =
Figure 00000035
(14)
We define the ratio γ taking into account that the effective value of the signal voltage at the output of the narrow-band filter in the proposed device at a frequency ω o is equal to U m (11). Then
γ
Figure 00000036
Figure 00000037
(fifteen)
Thus, at the same transmitting device power, the signal voltage at the output of the narrow-band filter in the proposed device will be in
Figure 00000038
times more than in the prototype. From this it follows that at the same interference voltage at a frequency ω o the signal-to-noise ratio in the proposed device will also be higher in
Figure 00000039
times than in the prototype, and accordingly higher noise immunity of signal reception.

Claims (1)

Устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, содержащее передатчик, соединенный через фазные провода A, B и C линии электропередачи с приемником, включающим фильтр напряжения симметричных составляющих прямой последовательности и фильтр напряжения симметричных составляющих обратной последовательности, входные клеммы которых подключены к фазным проводам ACB и ABC линии электропередачи соответственно, узкополосный фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема сигналов, в приемник введены выпрямительный мост, первый и второй фазовращатели, входные клеммы которых соединены с соответствующими выходными клеммами фильтра напряжения симметричных составляющих обратной последовательности и фильтра напряжения симметричных составляющих прямой последовательности, разноименные выходные клеммы первого и второго фазовращателей попарно объединены и подключены к одной диагонали выпрямительного моста, другая диагональ которого соединена с входными клеммами узкополосного фильтра, выход которого является выходом приемника. A device for transmitting and receiving signals through wires of a three-phase power line, comprising a transmitter connected via phase wires A, B and C of the power line to a receiver including a voltage filter of symmetrical components of the direct sequence and a voltage filter of symmetrical components of the negative sequence, the input terminals of which are connected to the phase wires ACB and ABC power lines, respectively, a narrow-band filter, characterized in that, in order to increase the noise immunity of signal reception, a rectifier bridge, a first and second phase shifter, the input terminals of which are connected to the corresponding output terminals of the voltage filter of the symmetrical components of the negative sequence and the voltage filter of the symmetric components of the direct sequence, the opposite output terminals of the first and second phase shifters are paired and connected to one diagonal of the rectifier bridge, the other the diagonal of which is connected to the input terminals of the narrow-band filter, the output of which is the output m receiver.
SU4782054 1990-01-12 1990-01-12 Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line RU2061256C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4782054 RU2061256C1 (en) 1990-01-12 1990-01-12 Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4782054 RU2061256C1 (en) 1990-01-12 1990-01-12 Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2061256C1 true RU2061256C1 (en) 1996-05-27

Family

ID=21491409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4782054 RU2061256C1 (en) 1990-01-12 1990-01-12 Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2061256C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496232C1 (en) * 2012-03-20 2013-10-20 Федеральное бюджетное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" Transceiver for radio relay link

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Георгиевская Т.В. и др. Телеинформационные системы реального времени для диспетчерского управления энергосистемами. - Сборник научных трудов ВНИИЭ, М., 1985. 2. Авторское свидетельство СССР N 1819025, кл. G 08C 19/12, 1988. 3. Гутин К.И. Повышение эффективности передачи информации в сельских электрических сетях напряжением 10 кВ: Автореф. дис. на соиск. учен. степени к-та техн. наук. М., 1987, (МИИСП). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496232C1 (en) * 2012-03-20 2013-10-20 Федеральное бюджетное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" Transceiver for radio relay link

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4112374A (en) Doubly balanced mixer with optimized dynamic range
RU2061256C1 (en) Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line
RU2039412C1 (en) Device for receiving signals in three-phase supply line
KR0141110B1 (en) Color signal decoder
RU2114507C1 (en) Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line
RU2161371C1 (en) Signal transmitting and receiving system for three- phase supply mains
RU2071178C1 (en) Method for transmission and receiving signals in three- phase electric line and device for its implementation
SU1755379A1 (en) System of signal transmitting by three-phase power line wires
RU2160962C2 (en) Method of signal transmission and reception in three-phase electric network
SU1472871A1 (en) Servo system
SU924588A1 (en) Measuring converter with galvanic separation of circuits
RU2212760C2 (en) Signal transmitting and receiving system using three-phase power mains
SU1003299A1 (en) Microwave mixer
RU2144730C1 (en) Device for transmission and reception of signals in three-phase mains network
SU1765901A1 (en) Method of transmission and reception of information over three-phase power transmission line
RU2156543C1 (en) Method for receiving and transmitting signals in three-phase power supply network
RU2214052C2 (en) Method for transmitting and receiving signals using three-phase power line
SU1751796A1 (en) Device for transmission and reception of signals over three- phase electric power lines
SU1171812A1 (en) Relay operational amplifier
RU8186U1 (en) BROADBAND DOUBLE BALANCE MIXER
RU2121759C1 (en) Method for transmitting and receiving signals over three-phase power transmission line
RU2111611C1 (en) Method for receiving and transmitting signals in three-phase power mains
SU1100735A1 (en) Device for compensating narrow-band interference
SU1195303A1 (en) Method of locating short-circuit in cable line and apparatus for accomplishment of same
KR950004854Y1 (en) Determinating & stabilizing circuit broadcasting pilot signal