હાઇ-વોલ્ટેજ પાવર લાઇન્સની એચએફ સંચાર ચેનલોના સંચાલન અને હેતુનો સિદ્ધાંત

લિંક — ઉપકરણો અને ભૌતિક મીડિયાનો સમૂહ જે સિગ્નલ પ્રસારિત કરે છે. ચેનલોની મદદથી, સિગ્નલો એક જગ્યાએથી બીજા સ્થાને પ્રસારિત થાય છે, અને સમયસર ટ્રાન્સફર પણ થાય છે (જ્યારે માહિતી સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે).

સૌથી સામાન્ય ઉપકરણો કે જે ચેનલ બનાવે છે તે એમ્પ્લીફાયર, એન્ટેના સિસ્ટમ્સ, સ્વીચો અને ફિલ્ટર્સ છે. વાયરની જોડી, એક કોક્સિયલ કેબલ, વેવગાઇડ, એક માધ્યમ જેમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો પ્રસરે છે તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર ભૌતિક માધ્યમ તરીકે થાય છે.

કો - એક્ષેલ કેબલ — એક ઉચ્ચ-આવર્તન કેબલ જેમાં એક વાહક હોલો ટ્યુબ છે જે બીજા વાહકને સંપૂર્ણપણે બંધ કરે છે. આંતરિક વાયર પાઇપની ધરી સાથે બરાબર સ્થિત છે, તેથી જ કેબલને કોક્સિયલ અથવા કોન્સેન્ટ્રિક કહેવામાં આવે છે. આંતરિક વાયરને આ સ્થિતિમાં રાખવા માટે, કાં તો બાહ્ય અને આંતરિક વાયર વચ્ચેની જગ્યા સંપૂર્ણપણે ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીથી ભરેલી હોય છે અથવા આંતરિક વાયર પર વ્યક્તિગત ઇન્સ્યુલેટર મૂકવામાં આવે છે.

કોક્સિયલ કેબલમાં તમામ વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો બાહ્ય અને આંતરિક વાહક વચ્ચેની જગ્યામાં કેન્દ્રિત હોવાથી, એટલે કે ત્યાં કોઈ બાહ્ય ક્ષેત્રો નથી, કિરણોત્સર્ગનું નુકસાન નહિવત છે. મેટલને ગરમ કરતી વખતે નુકસાન ઘટાડવા માટે, આંતરિક વાયરને મોટા વ્યાસ સાથે બનાવી શકાય છે (કોઈપણ સંજોગોમાં બાહ્ય વાયરની સપાટી પૂરતી મોટી હોય છે).

જો કોક્સિયલ કેબલ લવચીક હોવી જોઈએ, તો તેના બાહ્ય વાહકને લવચીક મેટલ વેણીના રૂપમાં બનાવવામાં આવે છે અને કેબલ પ્લાસ્ટિક ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીથી ભરેલી હોય છે.

કોમ્યુનિકેશન ટેકનોલોજીના સંદર્ભમાં સંદેશાવ્યવહાર ચેનલોની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓ એ વિકૃતિઓ છે કે જેના પર તેના પર પ્રસારિત સિગ્નલોને આધિન કરવામાં આવે છે. રેખીય અને બિન-રેખીય વિકૃતિઓ વચ્ચેનો તફાવત. રેખીય વિકૃતિ આવર્તન અને તબક્કાના વિકૃતિઓ ધરાવે છે અને ક્ષણિક પ્રતિભાવ દ્વારા અથવા, સમાનરૂપે, ચેનલના જટિલ લાભ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. બિનરેખીય વિકૃતિ બિનરેખીય અવલંબન દ્વારા આપવામાં આવે છે જે બતાવે છે કે સંચાર ચેનલ દ્વારા સિગ્નલ કેવી રીતે બદલાય છે.

સંદેશાવ્યવહાર ચેનલ એ સંકેતોના સંગ્રહ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જે ટ્રાન્સમિટિંગ છેડે મોકલવામાં આવે છે અને સિગ્નલો પ્રાપ્ત થાય છે. જો ચેનલ ઇનપુટ અને આઉટપુટ સિગ્નલો દલીલ મૂલ્યોના અલગ સેટ પર વ્યાખ્યાયિત કાર્યો હોય, તો ચેનલ કહેવામાં આવે છે અલગ… આવી કોમ્યુનિકેશન ચેનલોનો ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રાન્સમીટરના સંચાલનના સ્પંદિત મોડમાં, ટેલિગ્રાફી, ટેલિમેટ્રી અને રડારમાં.

સતત એક ચેનલ કહેવાય છે જેનું આઉટપુટ અને ઇનપુટ સિગ્નલ સતત કાર્ય કરે છે. આવી ચેનલોનો વ્યાપક ઉપયોગ ટેલિફોની, રેડિયો પ્રસારણ, ટેલિવિઝનમાં થાય છે.સ્વતંત્ર અને સતત સંચાર ચેનલોનો પણ વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે ઓટોમેશન અને ટેલીમિકેનિક્સમાં.

ઘણી જુદી જુદી ચેનલો સમાન તકનીકી જોડાણને શેર કરી શકે છે. આ કિસ્સાઓમાં (ઉદાહરણ તરીકે, ફ્રીક્વન્સી અથવા ટાઇમ ડિવિઝન સિગ્નલો સાથેની મલ્ટિ-ચેનલ કમ્યુનિકેશન લાઇનમાં), ખાસ સ્વીચો અથવા ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને ચેનલોને જોડવામાં આવે છે અને ડિસ્કનેક્ટ કરવામાં આવે છે. કેટલીકવાર, તેનાથી વિપરીત, એક ચેનલ ઘણી તકનીકી સંચાર રેખાઓનો ઉપયોગ કરે છે.

હાઇ-ફ્રિકવન્સી કમ્યુનિકેશન (HF કોમ્યુનિકેશન) એ વિદ્યુત નેટવર્કમાં સંચારનો એક પ્રકાર છે, જે સંચાર ચેનલો તરીકે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પાવર લાઇનના ઉપયોગ માટે પ્રદાન કરે છે. 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથેનો વૈકલ્પિક પ્રવાહ પાવર લાઇનના વાયરમાંથી વહે છે. ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્ક્સ. એચએફ સંચારના સંગઠનનો સાર એ છે કે સમાન વાયરનો ઉપયોગ લાઇન પર સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન તરીકે થાય છે, પરંતુ અલગ આવર્તન સાથે.

HF સંચાર ચેનલોની આવર્તન શ્રેણી દસથી સેંકડો kHz સુધીની છે. બે પડોશી સબસ્ટેશનો વચ્ચે ઉચ્ચ-આવર્તન સંચારનું આયોજન કરવામાં આવે છે, જે 35 kV અને વધુના વોલ્ટેજ સાથે પાવર લાઇન દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. પ્રતિ 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથે વૈકલ્પિક પ્રવાહ સબસ્ટેશન સ્વીચગિયરના બસબાર સુધી પહોંચે છે, અને સંબંધિત કોમ્યુનિકેશન સેટ્સ માટેના સંચાર સંકેતો ઉચ્ચ-આવર્તન સપ્રેસર્સ અને સંચાર કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરે છે.

એચએફ ટ્રેપમાં ઔદ્યોગિક આવર્તન પર એક નાનો વર્તમાન પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ-આવર્તન સંચાર ચેનલોની આવર્તન પર ઉચ્ચ પ્રતિકાર હોય છે. એક કપલિંગ કેપેસિટર - તેનાથી વિપરિત: તે 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન પર ઉચ્ચ પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને સંચાર ચેનલની આવર્તન પર ઓછી પ્રતિકાર ધરાવે છે.આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે સબસ્ટેશન બસોમાં માત્ર 50 Hz કરંટ વહે છે અને HF કોમ્યુનિકેશન સેટમાં માત્ર ઉચ્ચ આવર્તન સિગ્નલ જ છે.

HF કમ્યુનિકેશન સિગ્નલો મેળવવા અને પ્રક્રિયા કરવા માટે, ખાસ ફિલ્ટર્સ, સિગ્નલ ટ્રાન્સસીવર્સ અને સાધનોના સેટ જે ચોક્કસ કાર્યો કરે છે તે બંને સબસ્ટેશન પર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જેની વચ્ચે HF કમ્યુનિકેશન ગોઠવવામાં આવે છે. નીચે આપણે ધ્યાનમાં લઈશું કે HF કમ્યુનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને કયા કાર્યોને અમલમાં મૂકી શકાય છે.

રિલે પ્રોટેક્શન અને સબસ્ટેશન સાધનોના ઓટોમેશન માટે ઉપકરણોમાં HF ચેનલનો ઉપયોગ એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્ય છે. HF કોમ્યુનિકેશન ચેનલનો ઉપયોગ 110 અને 220 kV લાઇન-ફેઝ-ડિફરન્શિયલ પ્રોટેક્શન અને ડાયરેક્શનલ હાઇ-ફ્રિકવન્સી પ્રોટેક્શન માટે થાય છે. ટ્રાન્સમિશન લાઇનના બંને છેડે પ્રોટેક્શન સેટ ઇન્સ્ટોલ કરેલા છે, જે આરએફ કમ્યુનિકેશન ચેનલ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. તેમની વિશ્વસનીયતા, ઝડપ અને પસંદગીના કારણે, દરેક 110-220 kV ઓવરહેડ લાઇન માટે HF કમ્યુનિકેશન ચેનલનો ઉપયોગ કરીને સુરક્ષાનો ઉપયોગ મુખ્ય તરીકે થાય છે.

પાવર લાઇન્સના રિલે પ્રોટેક્શન (PTL) માટે સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન ચેનલને રિલે પ્રોટેક્શન ચેનલ કહેવામાં આવે છે... રિલે પ્રોટેક્શન ટેકનોલોજીમાં ત્રણ પ્રકારના HF પ્રોટેક્શનનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે:

• દિશાસૂચક ફિલ્ટર,

• HF બ્લોકીંગ સાથે રીમોટ,

• વિભેદક તબક્કો.

પ્રથમ બે પ્રકારના સંરક્ષણમાં, બાહ્ય શોર્ટ સર્કિટ સાથે એચએફ ચેનલ દ્વારા સતત એચએફ અવરોધિત સિગ્નલ પ્રસારિત થાય છે, તબક્કાના વિભેદક સુરક્ષામાં, એચએફ વોલ્ટેજ પલ્સ રિલે પ્રોટેક્શન ચેનલ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે. કઠોળ અને વિરામનો સમયગાળો લગભગ સમાન છે અને પુરવઠાની આવર્તનના અડધા સમયગાળાની બરાબર છે.બાહ્ય શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં, લાઇનના બંને છેડે સ્થિત ટ્રાન્સમિટર્સ સપ્લાય ફ્રીક્વન્સીના જુદા જુદા અર્ધ-ચક્રમાં કાર્ય કરે છે. દરેક રીસીવર બંને ટ્રાન્સમીટરમાંથી સિગ્નલ મેળવે છે. પરિણામે, બાહ્ય શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં, બંને રીસીવરો સતત અવરોધિત સંકેત મેળવે છે.

સંરક્ષિત લાઇન પર શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં, મેનીપ્યુલેશન વોલ્ટેજનો એક તબક્કો શિફ્ટ થાય છે અને જ્યારે બંને ટ્રાન્સમીટર બંધ કરવામાં આવે ત્યારે સમય અંતરાલ થાય છે. આ કિસ્સામાં, રીસીવરમાં અવરોધક પ્રવાહ દેખાય છે, જેનો ઉપયોગ સિગ્નલ બનાવવા માટે થાય છે જે સંરક્ષિત લાઇનના તે છેડે સર્કિટ બ્રેકર ખોલવા માટે કાર્ય કરે છે.

સામાન્ય રીતે, લાઇનના બંને છેડે ટ્રાન્સમીટર સમાન આવર્તન પર કાર્ય કરે છે. જો કે, લાંબા-અંતરની રેખાઓ પર કેટલીકવાર ટ્રાન્સમિટર્સ સાથે રિલે પ્રોટેક્શન ચેનલો હોય છે જે અલગ-અલગ HF પર અથવા નજીકથી અંતરવાળી ફ્રીક્વન્સીઝ (1500-1700 Hz) પર કાર્ય કરે છે. બે ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરવાથી લીટીના વિરુદ્ધ છેડેથી પ્રતિબિંબિત થતા સિગ્નલોની હાનિકારક અસરોથી છુટકારો મેળવવો શક્ય બને છે. રક્ષણાત્મક રિલે ચેનલો ખાસ (સમર્પિત) RF ચેનલનો ઉપયોગ કરે છે.

એવા ઉપકરણો પણ છે જે પાવર લાઇનના નુકસાનનું સ્થાન નક્કી કરવા માટે ઉચ્ચ-આવર્તન સંચાર ચેનલનો ઉપયોગ કરે છે. વધુમાં, RF સંચાર ચેનલનો ઉપયોગ સિગ્નલો પ્રસારિત કરવા માટે થઈ શકે છે ટેલીમિકેનિકલ સાધનો, SCADA, ACS અને અન્ય APCS સાધનો સિસ્ટમો. આમ, ઉચ્ચ-આવર્તન સંચાર ચેનલ દ્વારા, સબસ્ટેશન સાધનોના ઓપરેશન મોડને નિયંત્રિત કરવા તેમજ સ્વીચો અને વિવિધ કાર્યોને નિયંત્રિત કરવા માટે આદેશો પ્રસારિત કરવાનું શક્ય છે. રિલે સંરક્ષણ ઉપકરણો.

અન્ય કાર્ય એ ટેલિફોન કાર્ય છે... એચએફ ચેનલનો ઉપયોગ પડોશી સબસ્ટેશનો વચ્ચે ઓપરેશનલ વાટાઘાટો માટે થઈ શકે છે. આધુનિક પરિસ્થિતિઓમાં, આ કાર્ય સંબંધિત નથી, કારણ કે સુવિધાઓના સેવા કર્મચારીઓ વચ્ચે સંચારની વધુ અનુકૂળ રીતો છે, પરંતુ એચએફ ચેનલ કટોકટીની સ્થિતિમાં બેકઅપ કમ્યુનિકેશન ચેનલ તરીકે સેવા આપી શકે છે, જ્યારે ત્યાં કોઈ મોબાઇલ ન હોય. અથવા લેન્ડલાઇન ટેલિફોન સંચાર.

પાવર લાઇન કમ્યુનિકેશન ચેનલ — 300 થી 500 kHz રેન્જમાં સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે વપરાતી ચેનલ. સંચાર ચેનલના સાધનોને ચાલુ કરવા માટે વિવિધ યોજનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ફેઝ-ગ્રાઉન્ડ સર્કિટ (ફિગ. 1) સાથે, જે તેની અર્થવ્યવસ્થાને કારણે સૌથી સામાન્ય છે, નીચેના સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે: તબક્કો-તબક્કો, તબક્કો-બે-તબક્કો, દ્વિ-તબક્કો-ભૂમિ, ત્રણ-તબક્કા-ભૂમિ , વિવિધ રેખાઓનો તબક્કો-તબક્કો. આ સર્કિટ્સમાં વપરાતા ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રેપ, કપલિંગ કેપેસિટર અને કપલિંગ ફિલ્ટર તેમના વાયર સાથે ઉચ્ચ-આવર્તન સંચાર ચેનલો ગોઠવવા માટે પાવરલાઇન પ્રોસેસિંગ સાધનો છે.

ચોખા. 1. બે અડીને આવેલા સબસ્ટેશનો વચ્ચે પાવર ટ્રાન્સમિશન લાઇન દ્વારા સરળ સંચાર ચેનલનો બ્લોક ડાયાગ્રામ: 1 — HF ટ્રેપ; 2 - કપલિંગ કેપેસિટર; 3 - કનેક્ટિંગ ફિલ્ટર; 4 — HF કેબલ; 5 — ઉપકરણ TU — TS; c — ટેલિમેટ્રી સેન્સર્સ; 7 - ટેલિમેટ્રી રીસીવરો; 8 — રિલે પ્રોટેક્શન અને/અથવા ટેલી-ઓટોમેશન માટેના ઉપકરણો; 9 - સ્વચાલિત ટેલિફોન સ્વીચબોર્ડ; 10 — ATS સબ્સ્ક્રાઇબર; 11 - સીધા સબ્સ્ક્રાઇબર્સ.

સ્થિર સંચાર ચેનલ મેળવવા માટે લીનિયર પ્રોસેસિંગ જરૂરી છે. ફરીથી ડિઝાઇન કરાયેલ પાવર લાઇન દ્વારા HF ચેનલનું એટેન્યુએશન લાઇન સ્વિચિંગ સ્કીમથી લગભગ સ્વતંત્ર છે.પ્રક્રિયાની ગેરહાજરીમાં, જ્યારે ટ્રાન્સમિશન લાઇનના છેડા ડિસ્કનેક્ટ અથવા ગ્રાઉન્ડ થઈ જાય ત્યારે સંચારમાં વિક્ષેપ આવશે. સબસ્ટેશન બસબાર દ્વારા જોડાયેલ લાઈનો વચ્ચેના ઓછા વોલ્ટેજને કારણે પાવર લાઈનો પર સંચારની સૌથી મહત્વની સમસ્યાઓમાંની એક ફ્રીક્વન્સીનો અભાવ છે.

એચએફ ચેનલોનો ઉપયોગ ક્ષતિગ્રસ્ત પાવર લાઈનોનું સમારકામ અને વિદ્યુત સ્થાપનોના મુશ્કેલીનિવારણ માટે સાઇટ પરના ક્રૂ સાથે વાતચીત કરવા માટે થઈ શકે છે. આ હેતુ માટે ખાસ પોર્ટેબલ ટ્રાન્સમીટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

રૂપાંતરિત પાવર લાઇન સાથે જોડાયેલા નીચેના HF સાધનોનો ઉપયોગ થાય છે:

• ટેલિમિકેનિક્સ, ઓટોમેશન, રિલે પ્રોટેક્શન અને ટેલિફોન ચેનલો માટે સંયુક્ત સાધનો;

• કોઈપણ સૂચિબદ્ધ કાર્યો માટે વિશિષ્ટ સાધનો;

• ફ્રિક્વન્સીને શિફ્ટ કરવા અને ટ્રાન્સમિશન લેવલ વધારવા માટે કનેક્ટિંગ ડિવાઇસ દ્વારા સીધા અથવા વધારાના એકમોની મદદથી પાવર લાઇન સાથે જોડાયેલા લાંબા-અંતરના સંચાર સાધનો;

• રેખા આવેગ નિયંત્રણ સાધનો.