RU2114507C1 - Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line - Google Patents

Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2114507C1
RU2114507C1 RU93035339A RU93035339A RU2114507C1 RU 2114507 C1 RU2114507 C1 RU 2114507C1 RU 93035339 A RU93035339 A RU 93035339A RU 93035339 A RU93035339 A RU 93035339A RU 2114507 C1 RU2114507 C1 RU 2114507C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
voltage
input
frequency
output
Prior art date
Application number
RU93035339A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93035339A (en
Inventor
К.И. Гутин
С.А. Цагарейшвили
Original Assignee
Гутин Клавдий Иосифович
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 Гутин Клавдий Иосифович filed Critical Гутин Клавдий Иосифович
Priority to RU93035339A priority Critical patent/RU2114507C1/en
Publication of RU93035339A publication Critical patent/RU93035339A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114507C1 publication Critical patent/RU2114507C1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: electronics; telemechanics systems using power transmission lines as communication channels without processing. SUBSTANCE: method involves synchronous signal detection to multiplex frequency band allocated for communication channel in three-phase, 0.38, 10, or 35 kV three-phase power transmission line. Device implementing this method has transformer 1, two voltage symmetrical-component filters 2,3, two narrow-band filters 4,5, balanced phase detector 6, mixer 7, low-frequency filter 8, diode bridge 9, differential-frequency filter 10, and phase shifter 11. EFFECT: reduced cost of signal transmission links. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при организации каналов связи по линиям 0,38-35 кВ без высокочастотной обработки заградителями. The invention relates to electrical engineering and can find application in the organization of communication channels along the lines of 0.38-35 kV without high-frequency processing by traps.

Известен способ приема сигналов в трехфазной линии электропередачи, который реализован в "Системе передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи" (а.с. N 1737481, 1992), который принят за прототип. В данном способе выделяют из трехфазной линии электропередачи сигналы обратной и прямой последовательностей первой и второй частот, отфильтровывают данные частоты и производят обработку сигналов известным способом. A known method of receiving signals in a three-phase power line, which is implemented in the "System for transmitting and receiving signals through the wires of a three-phase power line" (AS N 1737481, 1992), which is adopted as a prototype. In this method, the signals of the reverse and forward sequences of the first and second frequencies are isolated from a three-phase power line, the frequency data is filtered out and the signals are processed in a known manner.

Недостатком данного способа приема сигналов является низкая помехозащищенность. "Системе передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи", в которой реализован известный способ, присущ тот же недостаток. The disadvantage of this method of receiving signals is low noise immunity. The "System for transmitting and receiving signals through the wires of a three-phase power line", which implements the known method, has the same drawback.

Предложенный способ приема сигналов в трехфазной линии электропередачи и устройство для его осуществления решает задачу повышения помехозащищенности. The proposed method for receiving signals in a three-phase power line and a device for its implementation solves the problem of increasing noise immunity.

Устройство приема сигналов в трехфазной линии электропередачи (см. чертеж) содержит трансформатор 1, два фильтра напряжения симметричных составляющих 2, 3, два узкополосных фильтра 4, 5, балансный фазовый детектор 6, смеситель 7, фильтр нижних частот 8, диодный мост 9, фильтр разностной частоты 10, фазовращатель 11. A signal receiving device in a three-phase power line (see drawing) contains a transformer 1, two voltage filters of symmetrical components 2, 3, two narrow-band filters 4, 5, a balanced phase detector 6, a mixer 7, a low-pass filter 8, a diode bridge 9, a filter differential frequency 10, phase shifter 11.

Устройство приема сигналов в трехфазной линии электропередачи работает следующим образом. A device for receiving signals in a three-phase power line operates as follows.

На низковольтных обмотках сетевого трансформатора 1 образуются напряжение и сигналы обратной последовательности U2(f1) на частоте F1 и напряжение прямой последовательности U1(f2) на частоте f2, причем f2- f1= 2F Гц. Первый фильтр 2 напряжения симметричных составляющих обратной последовательности настроен на частоту f1, второй фильтр 3 напряжения симметричных составляющих прямой последовательности настроен на частоту F2. С выходов первого и второго фильтров 2 и 3 напряжения поступают на входы первого и второго узкополосных фильтров 4 и 5. С выходов первого и второго узкополосных фильтров 4 и 5 напряжения частот f1 и f2 подаются на входы первого балансного фазового детектора 6.The voltage and signals of the negative sequence U 2 (f 1 ) at a frequency F 1 and the voltage of a direct sequence U 1 (f 2 ) at a frequency f 2 are formed on the low-voltage windings of the network transformer 1, and f 2 - f 1 = 2F Hz. The first filter 2 of the voltage of the symmetrical components of the negative sequence is tuned to the frequency f 1 , the second filter 3 of the voltage of the symmetrical components of the negative sequence is tuned to the frequency F 2 . From the outputs of the first and second filters 2 and 3, the voltages go to the inputs of the first and second narrow-band filters 4 and 5. From the outputs of the first and second narrow-band filters 4 and 5, voltages of frequencies f 1 and f 2 are applied to the inputs of the first balanced phase detector 6.

Пусть с выхода первого узкополосного фильтра 4 имеем напряжение сигнала
U1(t) = Um1cos(ω1t+φ1) (1) .
Let the output voltage of the first narrow-band filter 4 have the signal voltage
U 1 (t) = U m1 cos (ω 1 t + φ 1 ) (1).

С выхода второго узкополосного фильтра 5 имеем напряжение сигнала
U2(t) = Um2cos(ω2t+φ2) (2) ,
где

Figure 00000002
.From the output of the second narrow-band filter 5 we have a signal voltage
U 2 (t) = U m2 cos (ω 2 t + φ 2 ) (2),
Where
Figure 00000002
.

Это следует из принципа работы передатчика пассивно-активного типа. This follows from the principle of operation of a passive-active type transmitter.

В связи с тем, что источником питания таких передатчиков является трехфазная электрическая сеть, напряжение которой равно F, в линии образуются напряжения сигналов двух частот f1 и f2, разнесенных между собой на величину Ω = 2π2F Гц , т.е. образуются биения. Фазное напряжение (например, фазы A) равно

Figure 00000003

где
Um - амплитудное значение напряжения биений.Due to the fact that the power source of such transmitters is a three-phase electric network, the voltage of which is F, voltage of signals of two frequencies f 1 and f 2 are formed in the line, separated by an amount of Ω = 2π2F Hz, i.e. beats form. Phase voltage (e.g. phase A) is
Figure 00000003

Where
U m - the amplitude value of the voltage of the beats.

При t= 0 передатчик в пункте передачи (на чертеже не показан) не работает. В пункте приема отсутствуют напряжения сигналов U1(t) и U2(t), описываемые выражениями (1) и (2).At t = 0, the transmitter at the transmission point (not shown in the drawing) does not work. At the receiving point there are no voltage signals U 1 (t) and U 2 (t) described by expressions (1) and (2).

При t > 0 передатчик в пункте передачи начинает работать. В пункте приема появляются напряжения U1(t) и U2(t), которые подаются на первый и второй входы балансного фазового детектора 6, с выхода которого напряжение сигнала Uc(t) подается на первый вход смесителя 7, причем

Figure 00000004
,
где
Um1 и Um2 - амплитудные значения напряжений сигнала на входах первого балансного фазового детектора 6;
Kg - коэффициент передачи амплитудного детектора;
φc= (ω12)t+φ12 (5) ,
где
ω1= 2πf1 ω2= 2πf2 (6)
Причем выполняется условие:
f1=fc-F, f2=fc+F
где
fc - частота коммутации ключа передатчика, установленного в пункте передачи (на чертеже не показан):
F - частота промышленного напряжения.At t> 0, the transmitter at the transmission point starts to work. At the reception point, voltages U 1 (t) and U 2 (t) appear, which are supplied to the first and second inputs of the balanced phase detector 6, from the output of which the signal voltage U c (t) is supplied to the first input of the mixer 7, and
Figure 00000004
,
Where
U m1 and U m2 are the amplitude values of the signal voltages at the inputs of the first balanced phase detector 6;
K g is the gain of the amplitude detector;
φ c = (ω 12 ) t + φ 12 (5),
Where
ω 1 = 2πf 1 ω 2 = 2πf 2 (6)
Moreover, the condition is satisfied:
f 1 = f c -F, f 2 = f c + F
Where
f c - switching frequency of the transmitter key installed in the transmission point (not shown in the drawing):
F is the frequency of industrial voltage.

С учетом выражений (5) и (6) выражение (5) имеет вид:
Uc= -Ωt (8) .
In view of expressions (5) and (6), expression (5) has the form:
U c = -Ωt (8).

С учетом (7) выражение (4) имеет вид:
Uc(t) = AmcCosΩt (9) ,
где

Figure 00000005
.In view of (7), expression (4) has the form:
U c (t) = A mc CosΩt (9),
Where
Figure 00000005
.

Напряжение Uc(t) поступает на первый вход смесителя 7.The voltage U c (t) is supplied to the first input of the mixer 7.

Напряжение на выходе диодного моста 9 U(t)9 описывается выражением

Figure 00000006
,
где
UmF - амплитудное значение фазного напряжения промышленной частоты.The voltage at the output of the diode bridge 9 U (t) 9 is described by the expression
Figure 00000006
,
Where
U mF is the amplitude value of the phase voltage of the industrial frequency.

Полезным сигналом является напряжение второй гармоники частоты F, которое является напряжением разностной частоты. A useful signal is the voltage of the second harmonic of the frequency F, which is the voltage of the difference frequency.

Напряжение на выходе фильтра разностной частоты 10 U(t)10 описывается выражением:

Figure 00000007
,
где
Figure 00000008

K - коэффициент затухания в фильтре 10;
φ - начальный сдвиг фазы.The voltage at the output of the filter of the difference frequency 10 U (t) 10 is described by the expression:
Figure 00000007
,
Where
Figure 00000008

K is the attenuation coefficient in the filter 10;
φ is the initial phase shift.

Напряжение на выходе фазовращателя 11 является напряжением гетеродина U(t)r, которое описывается выражением:
U(t)г= AcosΩt (12) ,
где
Amr - амплитудное значение.
The voltage at the output of the phase shifter 11 is the local oscillator voltage U (t) r , which is described by the expression:
U (t) r = A mg cosΩt (12),
Where
A mr is the amplitude value.

Из (12) следует, что частота и фаза напряжения гетеродина совпадает с частотой и фазой напряжения разностной частоты согласно (9). From (12) it follows that the frequency and phase of the local oscillator voltage coincides with the frequency and phase of the voltage of the differential frequency according to (9).

Напряжение U(t)r поступает на второй вход смесителя 7.The voltage U (t) r is supplied to the second input of the mixer 7.

Напряжение на выходе смесителя U(t)см умножителя будет равно:

Figure 00000009
,
где
m < 1 - постоянный коэффициент:
S0 - крутизна характеристики нелинейного элемента смесителя 7.The voltage at the output of the mixer U (t) cm of the multiplier will be equal to:
Figure 00000009
,
Where
m <1 - constant coefficient:
S 0 - the steepness of the characteristics of the nonlinear element of the mixer 7.

Анализ выражения (13) показывает, что первый и второй члены являются напряжениями, имеющими частоты Ω и 2Ω. Последний член является постоянным напряжением:

Figure 00000010
. (14)
Для выделения постоянного напряжения U0 напряжение с выхода смесителя 7 поступает на фильтр 8 нижних частот, который отфильтровывает напряжение с частотами Ω и 2Ω.
Использование данного способа обработки сигналов является синхронным детектированием. Анализ работы синхронного детектора показывает, что выполненное им преобразование сигналов соответствует одной из операций оптимальной обработки сигналов.An analysis of expression (13) shows that the first and second terms are voltages having frequencies Ω and 2Ω. The last term is a constant voltage:
Figure 00000010
. (fourteen)
To select a constant voltage U 0, the voltage from the output of the mixer 7 is supplied to a low-pass filter 8, which filters the voltage with frequencies Ω and 2Ω.
Using this method of signal processing is synchronous detection. An analysis of the operation of the synchronous detector shows that the signal conversion performed by it corresponds to one of the operations of optimal signal processing.

Достижение технического результата - повышение помехозащищенности осуществляется за счет повышения отношения сигнал/помеха в 2 раза при данной обработке сигнала. Achievement of the technical result - increased noise immunity is achieved by increasing the signal-to-noise ratio by 2 times with this signal processing.

Claims (2)

1. Способ приема сигналов в трехфазной линии электропередачи, заключающийся в том, что выделяют из трехфазной линии электропередачи сигналы обратной и прямой последовательностей соответственно первой f1 и второй f2 частот, при этом выполняется условие f2-f1=2F, где F - частота питающего напряжения, отличающийся тем, что смешивают сигналы первой f1 и второй f2 частот, выделяют разностную частоту f2-f1, выпрямляют фазное напряжение трехфазной линии электропередачи, отфильтровывают вторую гаромонику выпрямленного фазного напряжения 2F, компенсируют фазовый сдвиг второй гармоники выпрямленного фазного напряжения, которое синхронно детектируют с напряжением разностной частоты.1. The method of receiving signals in a three-phase power line, which consists in distinguishing from a three-phase power line signals of the reverse and forward sequences, respectively, of the first f 1 and second f 2 frequencies, while the condition f 2 -f 1 = 2F is fulfilled, where F is frequency supply voltage, characterized in that the first mixed signals f 1 and f 2 of the second frequency, the difference frequency f recovered 2 -f 1 is rectified phase voltage three-phase power transmission line, the second filtered phase 2F garomoniku rectified voltage COMPENSATION ruyut phase shift of the second harmonic phase of the rectified voltage, which is detected synchronously with the voltage difference frequency. 2. Устройство приема сигналов в трехфазной линии электропередачи, содержащее сетевой трансформатор, первый и второй фильтры напряжения симметричных составляющих, входы каждого из которых подключены к соответствующим низковольтным обмоткам сетевого трансформатора, а выходы первого и второго фильтров напряжения симметричных составляющих подключены к входам соответственно первого и второго узкополосных фильтров, отличающееся тем, что в него введены балансный фазовый детектор, смеситель, фильтр нижних частот, выпрямительный диодный мост, фильтр разностной частоты, фазовращатель, выходы первого и второго узкополосных фильтров соответственно соединены с первым и вторым входами балансного фазового детектора, выход которого соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, входная диагональ выпрямительного диодного моста включена любой фазой и "землей", выходная диагональ которого подключена к входу фильтра разностной частоты, выход которого соединен с входом фазовращателя, выход которого соединен с вторым входом смесителя. 2. A device for receiving signals in a three-phase power line containing a network transformer, the first and second voltage filters of the symmetrical components, the inputs of each of which are connected to the corresponding low-voltage windings of the network transformer, and the outputs of the first and second voltage filters of the symmetric components are connected to the inputs of the first and second narrow-band filters, characterized in that a balanced phase detector, a mixer, a low-pass filter, a rectifying diode mo t, a difference filter, a phase shifter, the outputs of the first and second narrow-band filters are respectively connected to the first and second inputs of a balanced phase detector, the output of which is connected to the first input of the mixer, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, the input diagonal of the rectifier diode bridge is connected by any phase and "ground", the output diagonal of which is connected to the input of the differential frequency filter, the output of which is connected to the input of the phase shifter, the output of which is connected to the second input of the mixer.
RU93035339A 1993-07-07 1993-07-07 Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line RU2114507C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035339A RU2114507C1 (en) 1993-07-07 1993-07-07 Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035339A RU2114507C1 (en) 1993-07-07 1993-07-07 Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93035339A RU93035339A (en) 1996-05-27
RU2114507C1 true RU2114507C1 (en) 1998-06-27

Family

ID=20144736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93035339A RU2114507C1 (en) 1993-07-07 1993-07-07 Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114507C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5272555A (en) Bidirectional optical transmission method and apparatus therefor
US4668910A (en) Method and circuit for determining the presence or absence of at least one frequency of known value in an input signal composed of several frequencies
RU2114507C1 (en) Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line
US4489430A (en) FM Stereo demodulation circuit
RU2071178C1 (en) Method for transmission and receiving signals in three- phase electric line and device for its implementation
RU2232464C2 (en) Method for suppressing narrow-band noise in broadband communication system
RU2061256C1 (en) Device for receiving and transmission of signals through wires of three-phase electric power transmission line
JPH06112915A (en) Vehicle-mounted multiplex communication equipment
RU2039412C1 (en) Device for receiving signals in three-phase supply line
RU2113062C1 (en) Reference-wave shaper for detecting phase-keyed signals
SU1046906A1 (en) Phase demodulator
RU2161371C1 (en) Signal transmitting and receiving system for three- phase supply mains
RU2111611C1 (en) Method for receiving and transmitting signals in three-phase power mains
SU809643A1 (en) Device for receiving signals with combined frequency and relative phase manipulation
RU2408138C1 (en) Information transmission system with frequency separation of signals
SU1765901A1 (en) Method of transmission and reception of information over three-phase power transmission line
RU2101848C1 (en) Signal modulator
SU756654A1 (en) Device for transmitting and receiving single-side band signals of phase modulation with frequency separation
SU1128397A1 (en) Communication system with single-sideband modulation of signal
RU2099894C1 (en) Method for carrier separation from angle-modulation signal
US2146804A (en) Television system
RU2127018C1 (en) Synchronous detector incorporating noise rejection provision
RU2160961C2 (en) Device for transmission and reception of signals in three- phase electrical network
SU1195457A1 (en) Radio communication device
SU743209A1 (en) Adaptive radio noise suppressor