RU2598037C1 - Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof - Google Patents

Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2598037C1
RU2598037C1 RU2015125790/07A RU2015125790A RU2598037C1 RU 2598037 C1 RU2598037 C1 RU 2598037C1 RU 2015125790/07 A RU2015125790/07 A RU 2015125790/07A RU 2015125790 A RU2015125790 A RU 2015125790A RU 2598037 C1 RU2598037 C1 RU 2598037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
frequency
protection
signals
transmitted
Prior art date
Application number
RU2015125790/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Босенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергосервис"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергосервис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергосервис"
Priority to RU2015125790/07A priority Critical patent/RU2598037C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598037C1 publication Critical patent/RU2598037C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: use: in electric power engineering. Method of transmitting and receiving relay protection signals comprises an independent, simultaneous transmitting two signals, one of which provides selectivity of protection action and is transmitted with carrier frequency: blocking or permitting, and the other signal, intended for accelerating protection action, is transmitted in the form of a n-command or a control signal. To ensure selective action of relay protection with high-frequency blocking (HFB), a signal is continuously transmitted from one of carrier frequencies: blocking or permitting, and while the phase differential protection (PDP) a signal is transmitted by manipulation of these frequencies, regardless of the protection type, HFB or PDP a signal of protection action acceleration is transmitted by amplitude modulation of any carrier frequency: blocking or permitting, each n command of protection action acceleration corresponds to a certain frequency of modulating signal from a common set of predetermined frequencies F1-Fn, and a signal with frequency F0 acts as a control signal. When receiving an integral signal supplied from a high-frequency channel passes through the filter of preliminary selection and an analogue-digital converter, then it arrives to inputs of two receivers, one of which receives a frequency-modulated signal, other recieves an amplitude-modulated signal, a signal is detected and filtrated in each receiver.
EFFECT: reduced mutual influence of two useful signals while their simultaneous transmitting, simplification of design and improved reliability of the device.
2 cl, 1 dwg

Description

Заявляемая группа изобретений относится к электроэнергетике, в частности к области высокочастотных (ВЧ) релейных защит линий электропередачи, и может быть использована в качестве универсального средства для оснащения ВЧ-каналов, позволяющих комплексно обеспечить требования к селективности и быстродействию ВЧ-защит, построенных на различной элементной базе и реализующих различные алгоритмы работы, в том числе:The claimed group of inventions relates to the electric power industry, in particular to the field of high-frequency (RF) relay protection of power lines, and can be used as a universal tool for equipping RF channels, which can comprehensively provide the requirements for selectivity and speed of RF protection built on various elemental base and implementing various work algorithms, including:

- дифференциально-фазных защит (ДФЗ);- differential phase protection (DFZ);

- направленных и дистанционных защит с ВЧ-блокировкой (ВЧБ);- directional and distance protection with RF lock (VCHB);

- дистанционных и токовых защит с телеускорением;- distance and current protection with tele acceleration;

- защит, использующих сигналы телеотключения.- protections using tele-off signals.

Высокочастотные (ВЧ) каналы связи по линиям электропередачи остаются основным средством организации технологической связи для передачи сигналов ВЧ-защит и сигналов-команд автоматики противоаварийного управления. При учете комплекса показателей ВЧ-каналы оказываются наиболее эффективным решением, поскольку, при меньших затратах на реализацию обладают достаточно высокой надежностью и обеспечивают самые жесткие требования ко времени передачи сигнала.High-frequency (HF) communication channels over power lines remain the main means of organizing technological communication for transmitting HF protection signals and command signals from emergency control automation. When taking into account a set of indicators, the RF channels are the most effective solution, because, at lower implementation costs, they have a sufficiently high reliability and provide the most stringent requirements for the signal transmission time.

Основными составляющими ВЧ-канала являются: оборудование присоединения (заградители с элементами настройки, конденсаторы связи, фильтры присоединения) и оконечная аппаратура, к которой относятся: приемопередатчики сигналов ВЧ-защит, а также устройства для передачи аварийных сигналов и команд, в том числе команд телеускорения (ТУ) или телеотключения (ТО).The main components of the RF channel are: connection equipment (arresters with tuning elements, communication capacitors, connection filters) and terminal equipment, which include: RF protection signal transceivers, as well as devices for transmitting alarm signals and commands, including tele acceleration commands (TU) or TV shutdown (THAT).

Исключить возможность взаимного влияния ВЧ-каналов (множества существующих и вновь проектируемых) позволяет соблюдение принципа частотного разделения каналов. Оконечной (каналообразующей) аппаратуре в общем ВЧ-диапазоне выделяется определенная полоса частот для передачи и/или приема сигналов. Элементарная часть общего ВЧ-диапазона имеет ширину 4 кГц (Стандарт МЭК: IEC 60834-1:1999. Teleprotection equipment of power systems - performance and testing. Part 1: Command systems.).To exclude the possibility of mutual influence of RF channels (many existing and newly designed) allows compliance with the principle of frequency separation of channels. The terminal (channel-forming) equipment in the general high-frequency range is allocated a certain frequency band for transmitting and / or receiving signals. The elementary part of the general HF range has a width of 4 kHz (IEC Standard: IEC 60834-1: 1999. Teleprotection equipment of power systems - performance and testing. Part 1: Command systems.).

Рациональному использованию общего ВЧ-диапазона способствует использование оконечной аппаратуры, занимающей только одну элементарную полосу частот (4 кГц) иThe rational use of the common high-frequency range is facilitated by the use of terminal equipment occupying only one elementary frequency band (4 kHz) and

обеспечивающую возможность передачи нескольких сигналов разного назначения, причем возможность независимой, в том числе одновременной, передачи этих сигналов.providing the ability to transmit several signals for various purposes, and the possibility of independent, including simultaneous, transmission of these signals.

В общем случае, к релейной защите (РЗ), предъявляются технические требования по четырем основным критериям качества функционирования: селективности, быстродействию, чувствительности и надежности. В ряде случаев защита ВЛ должна действовать без замедления и с абсолютной селективностью. Защиты с абсолютной селективностью действуют на отключение только в том случае, когда повреждение возникло в пределах защищаемой зоны - участка электрической сети.In general, to relay protection (RE), technical requirements are imposed on four basic criteria for the quality of functioning: selectivity, speed, sensitivity and reliability. In some cases, the protection of overhead lines must act without delay and with absolute selectivity. Protections with absolute selectivity act on tripping only if the damage occurred within the protected zone - the section of the electrical network.

Высоковольтная линия (ВЛ) электропередач является участком электрической сети с двусторонним питанием и, как правило, ее защита осуществляется двумя идентичными полукомплектами устройств РЗ, размещенными на противоположных концах ВЛ.A high-voltage power transmission line (OHL) is a part of an electric network with two-way power and, as a rule, it is protected by two identical sets of relay devices located at opposite ends of the OHL.

Для обеспечения абсолютной селективности и максимального быстродействия защит линии электропередачи измерительные и логические части полукомплектов защиты должны получать информацию с другой стороны ВЛ по специальным каналам связи, среди которых ВЧ-каналы получили наибольшее распространение.To ensure absolute selectivity and maximum speed of power line protection, the measuring and logical parts of protection half-sets should receive information from the other side of the overhead line through special communication channels, among which the RF channels are most widely used.

Все виды сигналов, передаваемых в каналах связи между полукомплектами РЗ противоположных концов защищаемой ВЛ, по своему назначению могут быть разделены на две основные группы.All types of signals transmitted in the communication channels between the half-sets of REs of opposite ends of the protected overhead lines can be divided into two main groups according to their purpose.

К первой группе относятся сигналы, необходимые защите для определения места повреждения: в защищаемой зоне (в пределах ВЛ) или вне зоны, то есть для обеспечения селективного действия защиты.The first group includes signals necessary for protection to determine the location of damage: in the protected zone (within the OHL) or outside the zone, that is, to ensure selective protection.

Ко второй группе относятся сигналы, служащие повышению быстродействия защиты, а именно:The second group includes signals that serve to increase the speed of protection, namely:

- разрешающие сигналы, прием которых служит в качестве дополнительного подтверждающего условия для формирования команды на отключение выключателя ВЛ;- enable signals, the reception of which serves as an additional confirming condition for the formation of a command to turn off the OHL switch;

- сигналы телеускорения (ТУ), прием которых сокращает необходимую выдержку времени для формирования команды на отключение выключателя ВЛ;- signals of tele acceleration (TU), the reception of which reduces the necessary time delay for forming a command to turn off the overhead line switch;

- сигналы телеотключения (ТО), прием которых служит единственным условием для формирования команды на отключение выключателя ВЛ вне зависимости от состояния полукомплекта защиты на данном конце ВЛ.- Tele-shutdown (MOT) signals, the reception of which is the only condition for forming a command to turn off the OHL switch, regardless of the state of the protection half-set at this end of the OHL.

Для передачи сигналов первой группы используют приемопередатчики сигналов ВЧ-защит, работающие по ВЧ-каналу в выделенной полосе частот 2 кГц, а передача команд второй группы осуществляется устройствами передачи аварийных сигналов и команд по второму ВЧ-каналу, для которого должна быть выделена полоса частот 4 кГц. Такая схема передачи сигналов релейной защиты ВЛ обеспечивает возможность независимой, в том числе одновременной, передачи сразу двух команд (по одной из каждой группы), но при этом требуется организация двух каналов связи, что ведет к увеличению затрат на оборудование и нерациональному использованию разрешенного диапазона частот.To transmit the signals of the first group, RF protection signal transceivers operating on the RF channel in the allocated frequency band of 2 kHz are used, and the transmission of the commands of the second group is carried out by alarm and command transmission devices on the second RF channel, for which the frequency band 4 should be allocated kHz Such a transmission scheme of overhead relay protection signals provides the possibility of independent, including simultaneous, transmission of two commands at once (one from each group), but it requires the organization of two communication channels, which leads to an increase in equipment costs and irrational use of the allowed frequency range .

Из уровня техники известно устройство для передачи и приема сигналов релейной защиты по линиям электропередачи, состоящее из передатчика и приемника, причем передатчик содержит задающий генератор, блок управления, усилитель мощности и линейный фильтр, а приемник - входной фильтр, усилитель высокой частоты, преобразователь частоты, фильтр промежуточной частоты, детектор и выходной усилитель (патент №2007005 на изобретение «Устройство для передачи и приема сигналов релейной защиты по линиям электропередачи», дата подачи 13.10.1992 г., опубликовано 30.01.1994 г.).The prior art device for transmitting and receiving signals of relay protection over power lines, consisting of a transmitter and a receiver, the transmitter comprising a master oscillator, a control unit, a power amplifier and a linear filter, and a receiver including an input filter, a high frequency amplifier, a frequency converter, intermediate frequency filter, detector and output amplifier (patent No. 2007005 for the invention "Device for transmitting and receiving signals of relay protection on power lines", filing date 10/13/1992, published but January 30, 1994).

Недостатки данного устройства обусловлены тем, что устройство способно передавать только один вид сигналов релейной защиты ВЛ, а именно сигналы первой группы, которыми обеспечивается селективность действия защиты. Для передачи сигнала телеускорения (ТУ), например, потребуется использовать дополнительный канал связи, оборудованный специализированной оконечной аппаратурой.The disadvantages of this device are due to the fact that the device is capable of transmitting only one type of overhead relay protection signals, namely the signals of the first group, which ensure the selectivity of the protection. To transmit a signal of tele acceleration (TU), for example, you will need to use an additional communication channel equipped with specialized terminal equipment.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ передачи и приема сигналов релейной защиты, включающий передачу блокирующего сигнала, контрольного сигнала и n-й команды, причем в отсутствие короткого замыкания передают сигнал с отклонением его частоты от частоты несущей (f0) на величину (Δf), при пуске направленной защиты с высокочастотной блокировкой меняют знак отклонения частоты передаваемого сигнала от f0 на противоположный, при пуске дифференциально-фазной защиты передают двухпозиционный частотно-манипулированный сигнал с частотой (f0±Δf), в отсутствие команд релейной защиты (Δf±Fк), где Fк - заданное значение сдвига частоты контрольного сигнала относительно несущей, при передаче n-ой команды (Δf=Fn), где (Fn) зависит от номера n-й команды, при этом принимают блокирующий сигнал путем определения знака отклонения частоты сигнала от f0, а контрольный сигнал и n-ю команду - путем определения величины (Δf) (патент №2272348 на изобретение «Способ передачи и приема сигналов релейной защиты и устройство (варианты) для его осуществления», дата подачи 20.07.2004 г., опубликовано 20.03.2006 г.).The closest technical solution to the claimed method is a method for transmitting and receiving relay protection signals, including the transmission of a blocking signal, a control signal and the nth command, and in the absence of a short circuit, a signal is transmitted with a deviation of its frequency from the carrier frequency (f 0 ) by the amount ( Δf), when starting directional protection with high-frequency blocking, the sign of the deviation of the frequency of the transmitted signal from f 0 is reversed, when starting differential-phase protection, a two-position frequency-shift a calibrated signal with a frequency (f 0 ± Δf), in the absence of relay protection commands (Δf ± F k ), where F k is the set value of the frequency shift of the control signal relative to the carrier, when the nth command (Δf = F n ) is transmitted, where (F n ) depends on the number of the nth command, and a blocking signal is received by determining the sign of the deviation of the signal frequency from f 0 , and the control signal and the nth command are determined by determining the value (Δf) (Patent No. 2272348 for the invention “Method transmission and reception of relay protection signals and device (options) for its implementation ", filing date 07/20/2004 published on 03.20.2006).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является устройство передачи и приема сигналов релейной защиты, содержащее подключенные к системной магистрали блок сопряжения, снабженный линейным входом и линейным выходом, блок входных цепей, блок выходных цепей и блок цифровой обработки, запрограммированный с возможностью формирования на линейном выходе блока сопряжения сигнала с частотой, отклоняющейся от частоты несущей на величину, зависящую от состояния входных цепей, и с возможностью изменения состояния выходных цепей в соответствии со знаком и абсолютной величины отклонения частоты сигнала на линейном входе блока сопряжения от частоты несущей, при этом устройство выполнено с возможностью сдвига по фазе сигнала цепи манипуляции и объединения сдвинутого по фазе сигнала с сигналом выходной цепи, соответствующим противоположному знаку отклонения частоты на линейном входе от частоты несущей (см. http://www.prosoftsystems.ru/products/product.htm?pid=294 Приемопередатчик сигналов релейной защиты АВАНТ РЗСК).The closest technical solution to the claimed device is a device for transmitting and receiving signals of relay protection, containing connected to the system bus interface unit equipped with a linear input and a linear output, an input circuit block, an output circuit block and a digital processing unit programmed with the possibility of forming on a linear output signal interface unit with a frequency deviating from the carrier frequency by an amount depending on the state of the input circuits, and with the possibility of changing the state of the output x circuits in accordance with the sign and the absolute value of the deviation of the signal frequency at the linear input of the interface unit from the carrier frequency, while the device is configured to phase shift the signal of the manipulation circuit and combine the phase-shifted signal with the output circuit signal corresponding to the opposite sign of the frequency deviation by linear input from the carrier frequency (see http://www.prosoftsystems.ru/products/product.htm?pid=294 AVANT RZSK relay protection signal transceiver).

Недостатки известных решений связаны с использованием частотной манипуляции (ЧМн) несущей как для сигнала первой группы (сигналы, необходимые защите для определения места повреждения), так и для сигнала второй группы (сигналы, служащие повышению быстродействия защиты), что приводит к неоправданному расширению спектра формируемого для передачи модулированного сигнала. В результате этого усложняется схема тракта передачи устройства, реализующего данный способ, поскольку возникает необходимость в применении формирующего фильтра, ограничивающего спектр передаваемых сигналов, и мощного усилителя, предназначенного для работы в линейном режиме.The disadvantages of the known solutions are associated with the use of frequency manipulation (FSK) of the carrier both for the signal of the first group (signals necessary for protection to determine the location of damage) and for the signal of the second group (signals serving to increase the speed of protection), which leads to unjustified expansion of the spectrum formed to transmit a modulated signal. As a result of this, the transmission path of the device implementing this method is complicated, since it becomes necessary to use a shaping filter that limits the spectrum of transmitted signals and a powerful amplifier designed to operate in linear mode.

Кроме того, к недостаткам способа можно отнести существенное изменение уровня приема одного из сигналов в моменты начала и окончания передачи другого сигнала.In addition, the disadvantages of the method include a significant change in the level of reception of one of the signals at the start and end of the transmission of another signal.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая группа изобретений, является оптимальное использование выделенной полосы рабочих частот, уменьшение степени взаимного влияния двух полезных сигналов при их одновременной передаче и детектировании в тракте приема, упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства.The technical result, which is achieved by the claimed group of inventions, is the optimal use of the allocated operating frequency band, reducing the degree of mutual influence of two useful signals while transmitting and detecting them in the receiving path, simplifying the design and improving the reliability of the device.

Указанный результат достигается тем, что способ передачи и приема сигналов релейной защиты, включающий независимую, в том числе одновременную, передачу двух сигналов, один из которых обеспечивает селективность действия защиты и передается с несущей частотой: блокирующей или разрешающей, а другой сигнал, предназначенный для ускорения действия защиты, передается в виде n-команды или контрольного сигнала, при этом для обеспечения селективного действия релейной защиты с высокочастотной блокировкой (ВЧБ) осуществляют непрерывную передачу сигнала с одной из несущих частот: блокирующей или разрешающей, а при дифференциально-фазной защите (ДФЗ) сигнал передают манипуляцией этих частот, согласно изобретению вне зависимости от типа защиты ВЧБ или ДФЗ передачу сигнала ускорения действия защиты осуществляют посредством амплитудной модуляции любой из несущих частот: блокирующей или разрешающей, при этом каждой из n-команд ускорения действия защиты соответствует определенная частота модулирующего сигнала из общего набора заранее заданных частот F1-Fn, а сигнал с частотой F0 выполняет функцию контрольного сигнала, при приеме интегральный сигнал, поступающий из ВЧ-канала, последовательно проходит через фильтр предварительной селекции и аналого-цифровой преобразователь, после чего поступает на входы двух приемников, один из которых принимает частотно-модулированный сигнал, другой - амплитудно-модулированный, при этом в каждом приемнике сигнал подвергается детектированию и фильтрации.This result is achieved by the fact that the method of transmitting and receiving relay protection signals, including independent, including simultaneous, transmission of two signals, one of which ensures selectivity of the protection action and is transmitted with a carrier frequency: blocking or enabling, and the other signal designed to accelerate actions of protection, is transmitted in the form of an n-command or control signal, while to ensure the selective action of relay protection with high-frequency blocking (VCHB) carry out continuous transmission with a signal with one of the carrier frequencies: blocking or enabling, and with differential phase protection (DFD), the signal is transmitted by manipulating these frequencies, according to the invention, regardless of the type of protection VCHB or DFZ, the signal for accelerating the protection is transmitted by amplitude modulation of any of the carrier frequencies: blocking or resolution, wherein each of the n-action command acceleration protection corresponds to a certain frequency modulating signal from the set of predetermined frequencies F 1 -F n, and the signal of frequency F 0 vypo It takes on the function of a control signal, when receiving, the integral signal coming from the RF channel passes sequentially through a pre-selection filter and an analog-to-digital converter, after which it goes to the inputs of two receivers, one of which receives a frequency-modulated signal, the other - amplitude-modulated at the same time, in each receiver, the signal is subjected to detection and filtering.

После цифровой обработки, гальванической развязки и преобразования к необходимым уровням напряжения выходные сигналы с обоих приемников поступают в терминал релейной защиты, где используются для обеспечения селективности и необходимого быстродействия ВЧ-защиты.After digital processing, galvanic isolation, and conversion to the required voltage levels, the output signals from both receivers go to the relay protection terminal, where they are used to ensure selectivity and the required high-speed RF protection.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство передачи и приема сигналов релейной защиты для осуществления заявляемого способа включает присоединяемые через блоки сопряжения соответственно к терминалу релейной защиты и ВЧ-каналу усилительно-преобразовательный тракт передачи сигнала и усилительно-преобразовательный тракт приема интегрального сигнала, согласно изобретению усилительно-преобразовательный тракт состоит из блока синтеза частот, вырабатывающего амплитудно-модулированные и частотно-манипулированные сигналы, и связанного с ним через усилитель сигнала линейный фильтр, который соединен с дифференциальной системой, входящей также в состав усилительно-преобразовательного тракта приема сигнала и подключенной к ВЧ-каналу и фильтру предварительной селекции, который, в свою очередь, соединен с аналого-цифровым преобразователем, связанным с входами двух приемников, один из которых предназначен для приема сигналов ВЧБ/ДФЗ и в качестве которого используют детектор частотно-манипулированных сигналов, а второй приемник, в качестве которого используют детектор амплитудно-модулированных сигналов, служит для приема сигналов телеускорения/телеотключения, при этом каждый приемник подключен к соответствующему блоку сопряжения с терминалом релейной защиты.The specified technical result is achieved by the fact that the device for transmitting and receiving relay protection signals for implementing the inventive method includes an amplifying-converting signal transmission path and an amplifying-converting integral signal receiving path according to the invention, which are connected via relay blocks to the relay protection terminal and the RF channel -conversion path consists of a frequency synthesis unit generating amplitude-modulated and frequency-manipulated signals, and a linear filter connected to it through a signal amplifier, which is connected to a differential system, which is also part of the amplification-converter signal reception path and connected to the high-frequency channel and a preliminary selection filter, which, in turn, is connected to an analog-digital a converter associated with the inputs of two receivers, one of which is designed to receive the VCHB / DFZ signals and which uses a frequency-manipulated signal detector, and the second receiver, which uses they use a detector of amplitude-modulated signals; they are used to receive tele-acceleration / tele-trip signals, and each receiver is connected to a corresponding interface unit with a relay protection terminal.

Заявляемая группа изобретений поясняется чертежами, гдеThe claimed group of inventions is illustrated by drawings, where

фиг. 1 - принципиальная схема универсального устройства передачи и приема сигналов релейной защиты, гдеFIG. 1 is a schematic diagram of a universal device for transmitting and receiving signals of relay protection, where

1 - блок сопряжения - интерфейс входов управления для сигналов ТУ/ТО;1 - interface unit - control inputs interface for TU / TO signals;

2 - блок сопряжения 2 - интерфейс управления передачей сигналов ВЧБ/ДФЗ;2 - interface unit 2 - VCHB / DFZ signal transmission control interface;

3 - блок синтеза частот - формирователь сигналов несущей и сигналов амплитудной модуляции;3 - frequency synthesis block — carrier signal shaper and amplitude modulation signals;

4 - усилитель;4 - amplifier;

5 - линейный фильтр;5 - linear filter;

6 - дифференциальная система;6 - differential system;

7 - фильтр предварительной селекции;7 - pre-selection filter;

8 - аттенюатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП);8 - attenuator and analog-to-digital converter (ADC);

9 - детектор частотно-манипулированных (ЧМн) сигналов - приемник сигналов ВЧБ/ДФЗ;9 - detector of frequency-manipulated (FSK) signals - a receiver of VChB / DFZ signals;

10 - блок сопряжения с терминалом РЗ - формирователь результирующего сигнала ВЧБ/ДФЗ;10 - block interface with the terminal RZ - shaper of the resulting signal VChB / DFZ;

11 - детектор амплитудно-модулированных (AM) сигналов - приемник сигналов ТУ/ТО;11 - detector amplitude-modulated (AM) signals - a receiver of signals TU / TO;

12 - блок сопряжения с терминалом РЗ - интерфейс реализации команд ТУ/ТО.12 - a unit for interfacing with a terminal РЗ - an interface for the implementation of TU / TO commands.

Заявляемое универсальное устройство (приемопередатчик) предназначено для передачи и приема сигналов релейной защиты ВЛ. На каждом конце ВЛ установлен терминал РЗ и приемопередатчик. Приемопередатчик подключается к ВЧ-каналу через дифференциальную систему 6, а к терминалу РЗ - через блоки сопряжения 1, 2, 10, 12, осуществляющие гальваническую развязку и преобразование уровней напряжения сигналов до стандартных значений.The inventive universal device (transceiver) is designed to transmit and receive signals of relay protection of overhead lines. At each end of the overhead line, a relay terminal and a transceiver are installed. The transceiver is connected to the RF channel through a differential system 6, and to the terminal of the relay through the interface blocks 1, 2, 10, 12, performing galvanic isolation and conversion of signal voltage levels to standard values.

Осуществление изобретения. Устройство позволяет осуществлять независимую, в том числе одновременную, передачу и прием двух сигналов, один из которых служит для определения места повреждения на ВЛ: внутри защищаемого участка или вне его пределов, а второй сигнал является командой на ускорение действия защиты.The implementation of the invention. The device allows independent, including simultaneous, transmission and reception of two signals, one of which serves to determine the location of damage on the overhead line: inside the protected area or outside its limits, and the second signal is a command to accelerate the protection.

По команде терминала РЗ, подаваемой по цепи управления «Пуск», начинается передача сигнала для обеспечения селективного действия релейной защиты. При этом по цепям управления ТУ/ТО терминал РЗ может подать команду на передачу одного из n-сигналов (n-команды), ускоряющих действие защиты. Первый из упомянутых сигналов передается непрерывно, причем при ВЧБ передается одной из двух несущих частот: блокирующей Fн1 или разрешающей Fн2, а при ДФЗ - манипуляцией этих же частот. Второй сигнал - сигнал ускорения действия защиты - формируется на передачу за счет амплитудной модуляции сигнала несущей частоты Fн1 (Fн2,/Fн2), при этом модулирующий сигнал может принимать одно из значений частот, например, Fo-Fn с одинаковыми значениями глубины амплитудной модуляции. Сигнал с частотой Fo выполняет функцию контрольного (охранного) сигнала, остальные сигналы с частотами (F1-Fn) осуществляют передачу различных n-команд ускорения действия защиты.At the command of the terminal РЗ supplied through the control circuit "Start", the signal transmission begins to ensure selective action of relay protection. In this case, through the control circuits of the TU / TO, the terminal РЗ can give a command to transmit one of the n-signals (n-commands), accelerating the action of protection. The first of the aforementioned signals is transmitted continuously, and when VChB is transmitted by one of two carrier frequencies: blocking Fn 1 or allowing Fn 2 , and during DFZ - by manipulation of the same frequencies. The second signal - the signal of acceleration of the protection action - is generated for transmission due to amplitude modulation of the carrier frequency signal Fн 1 (Фн 2 , / Фн 2 ), while the modulating signal can take one of the frequency values, for example, Fo-Fn with the same amplitude depth modulation. A signal with a frequency Fo performs the function of a control (guard) signal, other signals with frequencies (F 1 -Fn) transmit various n-commands to accelerate the protection.

От терминала релейной защиты сигналы поступают в соответствующие блоки сопряжения 1, 2, а затем в блок формирования высокочастотного сигнала 3, где происходит синтез сигналов несущей: блокирующего или разрешающего. Блок синтеза частот 3 формирует также и сигнал, предназначенный для модуляции несущих частот по амплитуде. Этот сигнал формируется с помощью n-команд управления с терминала РЗ, которые поступают в блок синтеза 3 через блок сопряжения 1. Каждой из n-команд, а также контрольному охранному сигналу соответствует определенная частота модулирующего сигнала из общего набора заранее заданных фиксированных частот.From the relay protection terminal, the signals are sent to the corresponding interface units 1, 2, and then to the high-frequency signal generation unit 3, where the carrier signals are synthesized: blocking or enabling. The frequency synthesis unit 3 also generates a signal for modulating the carrier frequencies in amplitude. This signal is generated using n-control commands from the terminal РЗ, which enter synthesis block 3 through interface unit 1. Each of the n-commands, as well as the control security signal, corresponds to a certain frequency of the modulating signal from a common set of predetermined fixed frequencies.

Сигнал несущей частоты и модулирующий сигнал поступают в блок мощного усилителя 4, где осуществляется амплитудная модуляция несущего сигнала и усиление интегрального сигнала.The carrier frequency signal and the modulating signal are fed to the block of a powerful amplifier 4, where the amplitude modulation of the carrier signal and the amplification of the integrated signal are carried out.

Далее, через линейный фильтр 5 и дифференциальную систему 6 интегральный сигнал передается в ВЧ-канал связи в направлении приемника удаленного полукомплекта (на другой конец ВЛ).Further, through the linear filter 5 and differential system 6, the integral signal is transmitted to the RF communication channel in the direction of the receiver of the remote half-set (to the other end of the overhead line).

Все время пока терминал РЗ не подаст команду на передачу сигналов телеускорения (ТУ)/телеотключения (ТО), амплитудная модуляция несущего сигнала осуществляется сигналом фиксированной частоты, соответствующей контрольному (охранному) сигналу Fo.All the while, the terminal РЗ does not give a command to transmit tele-acceleration (TU) / tele-trip (TO) signals, the amplitude modulation of the carrier signal is carried out by a fixed frequency signal corresponding to the control (security) signal Fo.

В это же время интегральный сигнал передатчика, расположенного на противоположном конце участка ВЛ, поступает из ВЧ-канала связи через дифференциальную систему 6 на вход приемного тракта, затем в фильтр предварительной селекции 7, после которого направляется в аттенюатор и аналого-цифровой преобразователь 8. После преобразования сигнал одновременно поступает на вход приемника сигналов ВЧБ/ДФЗ 9 и на вход приемника сигналов ТУ/ТО 11. В приемнике сигналов ВЧБ и ДФЗ с помощью алгоритма частотного детектора определяется какая из двух возможных частот несущего ВЧ-сигнала поступает в настоящий момент на вход приемника: блокирующая или разрешающая, при этом на выходе приемника 9 формируется логический сигнал, соответственно, низкого или высокого уровня, который поступает далее на один из входов блока сопряжения 10. При этом на другой вход блока сопряжения 10 от терминала РЗ поступает сигнал управления МАН, откуда этот сигнал попадает в линию задержки для того, чтобы получить смещение во времени, равное времени суммарного запаздывания сигналов, возникающего при их прохождении в тракте передачи, а также в приемном тракте устройства. После этого сигнал МАН, прошедший линию задержки, суммируется с выходным сигналом из приемника 9, а суммарный сигнал по цепи ПРМ поступает на вход терминала РЗ, обеспечивая таким образом избирательное действие защиты. В приемнике сигналов ТУ/ТО 11 происходит детектирование AM сигнала, ограничение его уровня и декодирование посредством узкополосных фильтров, каждый из которых настроен на фиксированную частоту, соответствующую определенной частоте n-команды или контрольного (охранного) сигнала. С выхода приемника сигналов ТУ/ТО 11 через блок сопряжения 12 принятая команда направляется в терминал РЗ для исполнения.At the same time, the integral signal of the transmitter located on the opposite end of the overhead line section comes from the RF communication channel through the differential system 6 to the input of the receiving path, then to the pre-selection filter 7, after which it is sent to the attenuator and analog-to-digital converter 8. After of the conversion, the signal is simultaneously fed to the input of the HFB / DFZ signal receiver 9 and to the input of the TU / TO 11 signal receiver. In the HFB and DFZ signal receiver using the frequency detector algorithm, one of the two possible frequency carrier RF signal is currently being received at the input of the receiver: blocking or enabling, while the output of the receiver 9 generates a logical signal, respectively, low or high level, which then goes to one of the inputs of the interface unit 10. In this case, to another input interface unit 10, a MAN control signal is received from the terminal РЗ, from where this signal enters the delay line in order to obtain a time offset equal to the time of the total delay of the signals that occur during their passage into the track those transmissions, as well as in the receiving path of the device. After that, the MAN signal that has passed the delay line is summed with the output signal from the receiver 9, and the total signal is fed to the input of the terminal of the relay through the PFM circuit, thus providing a selective protection action. In the TU / TO 11 signal receiver, the AM signal is detected, its level is limited and decoded by narrow-band filters, each of which is tuned to a fixed frequency corresponding to a certain frequency of the n-command or control (security) signal. From the output of the receiver of signals TU / TO 11 through the interface unit 12, the received command is sent to the terminal РЗ for execution.

Устройство оснащено аппаратно-программными средствами самоконтроля и диагностики, имеет гальваническую развязку по цепям управления и сигнализации (на чертеже не показаны).The device is equipped with hardware and software self-monitoring and diagnostics, has galvanic isolation on the control and signaling circuits (not shown in the drawing).

Осуществление изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения. Устройство позволяет осуществлять одновременную независимую передачу и прием двух сигналов, один из которых служит для определения места повреждения на ВЛ: внутри защищаемого участка или вне его пределов, а второй сигнал является командой на ускорение действия защиты.The implementation of the invention is confirmed by examples of specific performance. The device allows simultaneous independent transmission and reception of two signals, one of which serves to determine the location of damage on the overhead line: inside the protected area or outside its limits, and the second signal is a command to accelerate the protection.

Пример №1Example No. 1

Если электрическая сеть находится в нормальном режиме работы (повреждений нет), то на выходе синтезатора 3 устанавливается и непрерывно передается сигнал с несущей частотой (Fн2) независимо от того алгоритм какой защиты реализует терминал РЗ: ВЧБ или ДФЗ.If the electric network is in normal operation mode (no damage), then a signal with a carrier frequency (Fн2) is established and continuously transmitted at the output of the synthesizer 3, regardless of which protection algorithm the terminal RE implements: VChB or DFZ.

Пример №2Example No. 2

Если терминал РЗ работает по алгоритму ВЧБ, то при возникновении повреждения в электрической сети вне зоны действия защиты сигнал на выходе синтезатора 3 примет значение несущей частоты Fн1 и выходные цепи терминалов РЗ на отключение выключателей на обоих концах ВЛ будут блокированы. Если повреждение возникнет в зоне действия защиты, передатчики на каждом из концов ВЛ будут передавать сигналы с частотой Fн2, при этом действие защит разрешено и ВЛ будет отключена выключателями с обеих сторон.If the relay terminal operates according to the VChB algorithm, then if a damage occurs in the electric network outside the protection zone, the signal at the output of the synthesizer 3 will take the value of the carrier frequency Fн1 and the output circuit of the relay terminals to turn off the switches at both ends of the overhead line will be blocked. If damage occurs in the protection zone, the transmitters at each end of the overhead line will transmit signals with a frequency of Fn 2 , while the protection will be allowed and the overhead line will be turned off by switches on both sides.

Пример №3Example No. 3

Если терминал РЗ работает по алгоритму ДФЗ, то при возникновении повреждения в электрической сети, синтезатор 3 будет формировать частотно манипулированный сигнал, переключая частоты Fн1 и Fh2 в соответствии с состоянием сигнала управления МАН, получаемого от терминала РЗ.If the relay terminal works according to the DFZ algorithm, then when a damage occurs in the electric network, the synthesizer 3 will generate a frequency-manipulated signal by switching the frequencies Fн1 and Fh2 in accordance with the state of the MAN signal received from the relay terminal.

Предлагаемое к защите техническое решение является универсальным и может быть применено для совестной работы с терминалами РЗ использующими алгоритмы защит как ВЧБ, так и ДФЗ.The technical solution proposed for protection is universal and can be used for collaborative work with relay terminals using protection algorithms of both VChB and DFZ.

Благодаря заявляемому изобретению обеспечивается более узкий спектр частот модулированного сигнала, вследствие чего не требуется дополнительной установки формирующего фильтра для передаваемого сигнала, что позволяет использовать в усилителе ВЧ-передатчика режим класса D, который характеризуется большой удельной мощностью и высоким КПД. При этом кратные гармонические составляющие сигнала устраняются линейным фильтром передатчика, настроенным на частоту выходного сигнала, что позволяет не только упростить конструкцию тракта передачи сигнала и устройства в целом, но и выполнить ее менее энергоемкой и более надежной. За счет использования принципиально различающихся способов модуляции, снижается степень взаимного влияния двух одновременного передаваемых сигналов, что упрощает реализацию приемного тракта устройства.Thanks to the claimed invention, a narrower frequency spectrum of the modulated signal is provided, as a result of which an additional installation of a shaping filter for the transmitted signal is not required, which makes it possible to use a class D mode in the amplifier of the RF transmitter, which is characterized by a high specific power and high efficiency. In this case, multiple harmonic components of the signal are eliminated by the linear filter of the transmitter tuned to the frequency of the output signal, which allows not only to simplify the design of the signal transmission path and the device as a whole, but also to make it less energy-intensive and more reliable. Through the use of fundamentally different modulation methods, the degree of mutual influence of two simultaneously transmitted signals is reduced, which simplifies the implementation of the receiving path of the device.

Claims (2)

1. Способ передачи и приема сигналов релейной защиты, включающий независимую, в том числе одновременную, передачу двух сигналов, один из которых обеспечивает селективность действия защиты и передается с несущей частотой: блокирующей или разрешающей, а другой сигнал, предназначенный для ускорения действия защиты, передается в виде n-команды или контрольного сигнала, при этом для обеспечения селективного действия релейной защиты с высокочастотной блокировкой (ВЧБ) осуществляют непрерывную передачу сигнала с одной из несущих частот: блокирующей или разрешающей, а при дифференциально-фазной защите (ДФЗ) сигнал передают манипуляцией этих частот, отличающийся тем, что вне зависимости от типа защиты ВЧБ или ДФЗ передачу сигнала ускорения действия защиты осуществляют посредством амплитудной модуляции любой из несущих частот: блокирующей или разрешающей, при этом каждой из n-команд ускорения действия защиты соответствует определенная частота модулирующего сигнала из общего набора заранее заданных частот F1-Fn, а сигнал с частотой F0 выполняет функцию контрольного сигнала, при приеме интегральный сигнал, поступающий из ВЧ-канала, последовательно проходит через фильтр предварительной селекции и аналого-цифровой преобразователь, после чего поступает на входы двух приемников, один из которых принимает частотно-модулированный сигнал, другой - амплитудно-модулированный, при этом в каждом приемнике сигнал подвергается детектированию и фильтрации.1. A method for transmitting and receiving relay protection signals, including independent, including simultaneous, transmission of two signals, one of which provides selectivity of the protection action and is transmitted with a carrier frequency: blocking or enabling, and the other signal, designed to accelerate the protection, is transmitted in the form of an n-command or control signal, while to ensure the selective action of relay protection with high-frequency blocking (VCHB), a signal is continuously transmitted from one of the carrier frequencies: blocking realizing or enabling, and in case of differential-phase protection (DPS), the signal is transmitted by manipulating these frequencies, characterized in that, regardless of the type of protection VCHB or DPS, the transmission of the acceleration signal of the protection is carried out by amplitude modulation of any of the carrier frequencies: blocking or enabling, at To this, each of the n-commands for accelerating the action of the protection corresponds to a certain frequency of the modulating signal from the general set of predetermined frequencies F 1 -F n , and a signal with a frequency F 0 performs the function of a control signal, when receiving signal, the integral signal coming from the RF channel passes sequentially through a pre-selection filter and an analog-to-digital converter, after which it goes to the inputs of two receivers, one of which receives a frequency-modulated signal, the other - amplitude-modulated, with each receiver the signal is detected and filtered. 2. Устройство передачи и приема сигналов релейной защиты для осуществления заявляемого способа по п. 1, включающее присоединяемые через блоки сопряжения соответственно к терминалу релейной защиты и ВЧ-каналу усилительно-преобразовательный тракт передачи сигнала и усилительно-преобразовательный тракт приема интегрального сигнала, отличающееся тем, что усилительно-преобразовательный тракт состоит из блока синтеза частот, вырабатывающего амплитудно-модулированные и частотно-манипулированные сигналы, и связанного с ним через усилитель сигнала линейный фильтр, который соединен с дифференциальной системой, входящей также в состав усилительно-преобразовательного тракта приема сигнала и подключенной к ВЧ-каналу и фильтру предварительной селекции, который, в свою очередь, соединен с аналого-цифровым преобразователем, связанным с входами двух приемников, один из которых предназначен для приема сигналов ВЧБ/ДФЗ и в качестве которого используют детектор частотно-манипулированных сигналов, а второй приемник, в качестве которого используют детектор амплитудно-модулированных сигналов, служит для приема сигналов телеускорения/телеотключения, при этом каждый приемник подключен к соответствующему блоку сопряжения с терминалом релейной защиты. 2. A device for transmitting and receiving relay protection signals for implementing the inventive method according to claim 1, including an amplifying-converting signal transmission path and an integral-converting integral signal receiving-amplifying path connecting via the interface blocks to the relay protection terminal and the RF channel, characterized in that the amplifier-converter path consists of a frequency synthesis unit that generates amplitude-modulated and frequency-manipulated signals, and connected to it through an amplifier the signal is a linear filter, which is connected to a differential system, which is also part of the amplification-conversion path of the signal reception and connected to the high-frequency channel and the pre-selection filter, which, in turn, is connected to an analog-to-digital converter connected to the inputs of two receivers, one of which is designed to receive VChB / DFZ signals and which uses a frequency-shift signal detector, and the second receiver, which uses an amplitude-modulated detector x signals teleuskoreniya serves to receive / transfer trip signals, wherein each receiver is connected to the corresponding interface unit with the terminal relaying.
RU2015125790/07A 2015-06-29 2015-06-29 Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof RU2598037C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125790/07A RU2598037C1 (en) 2015-06-29 2015-06-29 Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125790/07A RU2598037C1 (en) 2015-06-29 2015-06-29 Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2598037C1 true RU2598037C1 (en) 2016-09-20

Family

ID=56938088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015125790/07A RU2598037C1 (en) 2015-06-29 2015-06-29 Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598037C1 (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

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007005C1 (en) * 1992-10-13 1994-01-30 Научно-исследовательский институт электроэнергетики Device for transmission and reception of relay protection signals over electric power lines
US6005477A (en) * 1997-04-17 1999-12-21 Abb Research Ltd. Method and apparatus for information transmission via power supply lines
US20030223160A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-04 Henry Pixley Ground fault circuit interrupter for coaxial drop cable and method of operation
RU2290762C1 (en) * 2005-04-18 2006-12-27 Юрий Геннадьевич Чирков Method for generating signal for controlling differentially phase protection of protected part of high voltage electric transmission line
RU2393606C1 (en) * 2009-04-29 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Method of relay line protection setup and adjustment with fixed indication of damaged point

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007005C1 (en) * 1992-10-13 1994-01-30 Научно-исследовательский институт электроэнергетики Device for transmission and reception of relay protection signals over electric power lines
US6005477A (en) * 1997-04-17 1999-12-21 Abb Research Ltd. Method and apparatus for information transmission via power supply lines
US20030223160A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-04 Henry Pixley Ground fault circuit interrupter for coaxial drop cable and method of operation
RU2290762C1 (en) * 2005-04-18 2006-12-27 Юрий Геннадьевич Чирков Method for generating signal for controlling differentially phase protection of protected part of high voltage electric transmission line
RU2393606C1 (en) * 2009-04-29 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Method of relay line protection setup and adjustment with fixed indication of damaged point

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI67282C (en) DUPLEX SAENDAR-MOTTAGARANORDNING
RU2496232C1 (en) Transceiver for radio relay link
FI67281B (en) DUPLEXMIKROVAOGSRADIOSYSTEM
RU2152132C1 (en) Radio communication line with three- dimensional modulation
RU2598037C1 (en) Method of transmitting and receiving relay protection signals and universal device for implementation thereof
US2677014A (en) Tone-shift carrier
US3117305A (en) Frequency shift transmission system
RU2625527C1 (en) Exciter for radio transmitters
RU2290762C1 (en) Method for generating signal for controlling differentially phase protection of protected part of high voltage electric transmission line
US20120314785A1 (en) Method for Data Transmission and Data Transmission System
US3273064A (en) Directional radio system with distortion correcting circuits
US1886263A (en) Multiplex communication system
RU2416161C2 (en) System for gathering and transmitting information from rotating object
US2342787A (en) Carrier current transmission system
RU2272348C1 (en) Method and device for transmitting and receiving relay protective gear signals
JP3993578B2 (en) Electric field communication system
RU118803U1 (en) DEVICE FOR TRANSMISSION AND RECEIVING OF RELAY PROTECTION SIGNALS
SU1059680A1 (en) Device for receiving signals with automatic redundancy
FI57909C (en) COUPLING REQUIREMENT FOR ALTERNATION OF TV FREQUENCY FOR OVER OEVERAGE FOR BINAERTECK MEDELST FREQUENCY CONNECTION I FJAERR- SIGNAL- RESP FJAERRSTYRNINGSANLAEGGNINGAR SPECIELLT FOER JAERNVAEGSSAEKERHETSLALA
US2615984A (en) Single-tube frequency-modulated oscillator
JP7094707B2 (en) Train detector
SU1172039A1 (en) Device for checking serviceability of multichannel radio systems
JP2000183858A (en) Analog signal transmitting device for plural channels
SU1037429A1 (en) Discrete-address communication system
JP3290400B2 (en) Train position detection device