Вч блокировка принцип действия. Высокочастотная блокировка в релейной защите линий электропередачи: принцип действия и особенности — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает высокочастотная блокировка в релейной защите ЛЭП. Какие основные элементы входят в схему ВЧБ. Каковы преимущества и недостатки использования ВЧБ по сравнению с другими защитами. В чем заключаются особенности настройки и эксплуатации ВЧБ.

Содержание

Принцип действия высокочастотной блокировки в релейной защите

Высокочастотная блокировка (ВЧБ) — это принцип выполнения быстродействующей защиты линий электропередачи, основанный на использовании высокочастотного канала связи по проводам защищаемой линии. Основная идея ВЧБ заключается в блокировании действия быстродействующих ступеней защиты при внешних коротких замыканиях (КЗ) с помощью высокочастотных сигналов.

Как работает ВЧБ при различных видах повреждений:

При внешнем КЗ пусковые органы запускают передатчики на всех концах линии, которые посылают блокирующие сигналы. Эти сигналы воспринимаются приемниками и блокируют действие защиты.
При КЗ на защищаемой линии органы направления на поврежденных концах останавливают передатчики. Отсутствие блокирующих сигналов приводит к срабатыванию защиты и отключению линии.

Основные элементы схемы высокочастотной блокировки

Типовая схема ВЧБ содержит следующие ключевые элементы:

Пусковые органы — запускают передатчик при обнаружении КЗ. Обычно это:

Реле тока для обнаружения междуфазных КЗ
Реле тока нулевой последовательности для КЗ на землю

Органы направления — определяют направление мощности КЗ и останавливают передатчик при внутренних повреждениях:

Дистанционные реле для междуфазных КЗ
Направленные реле мощности нулевой последовательности для КЗ на землю

ВЧ аппаратура — передатчики и приемники для обмена блокирующими сигналами
Блокирующие реле — воспринимают ВЧ сигналы и блокируют действие защиты
Отключающие реле — действуют на отключение выключателей при срабатывании защиты

Преимущества использования высокочастотной блокировки

ВЧБ обладает рядом важных достоинств по сравнению с другими принципами выполнения защит линий:

Высокое быстродействие — время срабатывания составляет 0.02-0.04 с
Абсолютная селективность — защита срабатывает только при повреждениях в зоне действия
Простота согласования защит на разных концах линии
Возможность выполнения чувствительной защиты от всех видов повреждений
Использование проводов защищаемой линии в качестве канала связи

Недостатки и ограничения высокочастотной блокировки

Наряду с преимуществами, ВЧБ имеет некоторые недостатки:

Необходимость наличия и обслуживания высокочастотной аппаратуры
Зависимость работы от состояния ВЧ канала
Возможность излишних срабатываний при неполнофазных режимах
Сложность выполнения резервных защит
Невозможность работы в каскадном режиме

Особенности настройки высокочастотной блокировки

При настройке ВЧБ необходимо обеспечить правильную работу следующих элементов:

Пусковые органы:

Должны срабатывать при всех видах КЗ в зоне действия и за ее пределами
Необходимо отстроиться от нагрузочных режимов

Органы направления:

Требуется согласовать зону срабатывания с концами защищаемой линии
Отстроиться от качаний и асинхронного хода

ВЧ аппаратура:

Настроить рабочую частоту канала
Отрегулировать уровни передачи и приема сигналов

Выдержки времени:

Подобрать задержки на пуск/останов передатчика
Настроить время срабатывания отключающих органов

Эксплуатация и обслуживание высокочастотной блокировки

При эксплуатации систем ВЧБ необходимо уделять внимание следующим аспектам:

Периодическая проверка и настройка ВЧ аппаратуры
Контроль состояния ВЧ канала и уровней сигналов
Проверка взаимодействия релейной и высокочастотной частей

Анализ работы защиты при технологических нарушениях
Своевременная замена устаревших элементов

Правильное обслуживание позволяет обеспечить надежную работу ВЧБ и высокую эффективность защиты линий электропередачи.

Сравнение высокочастотной блокировки с другими защитами ЛЭП

Для оценки эффективности ВЧБ полезно сравнить ее с другими принципами выполнения защит линий электропередачи:

Параметр	ВЧБ	Дифференциально-фазная защита	Дистанционная защита
Быстродействие	0.02-0.04 с	0.02-0.03 с	0.1-0.5 с
Селективность	Абсолютная	Абсолютная	Относительная
Чувствительность	Высокая	Высокая	Средняя
Канал связи	Требуется	Требуется	Не требуется
Сложность	Средняя	Высокая	Низкая

Как видно из сравнения, ВЧБ обладает оптимальным сочетанием быстродействия, селективности и чувствительности при средней сложности реализации.

Применение высокочастотной блокировки на линиях различных классов напряжения

ВЧБ находит применение на линиях электропередачи разных классов напряжения, но имеет свои особенности:

Линии 110-220 кВ:
- Основная сфера применения ВЧБ
- Используется в качестве основной быстродействующей защиты
- Часто комбинируется со ступенчатыми защитами
Линии 330-500 кВ:
- Применяется как резервная защита
- Основная защита — дифференциально-фазная
- Требуются более мощные ВЧ передатчики
Линии 750 кВ и выше:
- Редко используется из-за сложности организации ВЧ канала
- Предпочтение отдается защитам по волоконно-оптическим линиям связи

Выбор типа защиты для конкретной линии зависит от ее параметров, конфигурации сети и требований к надежности.

В чем отличие НВЧЗ от ВЧБ? (Страница 1) — Студенческий Раздел — Советы бывалого релейщика

1. КСЗ+ВЧБ — это обычная направленная ВЧ-защита.

Пуск при междуфазных КЗ, например, у нее происходит от токовых реле и реле сопротивления.

Цитата из книги «Релейная защита» — Чернобровов Н.В. – 1971 (изд. 4) , стр. 363:

а) Направленная защита с высокочастотной блокировкой
Защита состоит из двух комплектов: одного от междуфазных КЗ, сравнивающего направление мощности в фазах, и второго от замыканий на землю, реагирующего на знак мощности нулевой последовательности. Каждый комплект выполняется по схеме, приведенной на рис. 12-9. В комплекте от междуфазных КЗ в качестве органа мощности М служат реле мощности, включенные на ток фазы и соответствующее напряжение (по принятым схемам), а в качестве пусковых реле П1 и П2 используется реле, реагирующие на ток или сопротивление фазы.

Комплект от замыканий на землю выполняется при помощи реле мощности, включённого на мощность нулевой последовательности. Пусковыми реле служат токовые реле, реагирующие на ток нулевой последовательности.

2. НВЧЗ — это направленная фильтровая ВЧ-защита

В направленной фильтровой ВЧ-защите орган пуска реагирует на составляющие обратной последовательности (иногда также нулевой) при любых КЗ.
Преимущества:
• повышения чувствительности;
• не реагируют на нагрузку;
• не реагируют на качания.

Цитата из книги «Релейная защита» — Чернобровов Н.В. – 1971 (изд. 4) , стр. 366:

в) Фильтровая направленная защита с высокочастотной блокировкой.
В фильтровых защитах орган направления мощности и орган пуска реагируют на составляющие обратной последовательности. Такое исполнение защиты дает ряд преимуществ.

Фильтровые защиты получаются односистемными (с одним реагирующим органом на три фазы), они не реагируют на нагрузку и качания в симметричных режимах и обладают высокой чувствительностью. В СССР разработаны фильтровые защиты от несимметричных КЗ и от всех видов повреждения.

Почему можно использовать фильтр обратной последовательности в качестве органа пуска защиты даже при симметричных 3-х фазных КЗ?
При трехфазных КЗ возникает кратковременная несимметрия. Это используется в направленных фильтровых ВЧ-защитах для пуска ПРД как для несимметричных КЗ (К-1, К-1.1, К-2), так и для симметричных (К-3). Например, направленная фильтровая ВЧ-защита линий 110-220 кВ типа ПДЭ-2802 пускается от органов I2БЛ и U2БЛ при всех видах КЗ.

Высокочастотная направленная защита линий Бреслер-0117.50X

Обзор

Устройство «Бреслер-0117.50X» предназначено для обеспечения основной защиты с абсолютной селективностью двухконцевых или многоконцевых линий электропередачи напряжением 110-220 кВ и содержит полукомплект направленной высокочастотной защиты линии.

Функциональный состав устройства

Каждый полукомплект защиты включает в себя:

высокочастотную направленную защиту;
блокировку при качаниях и асинхронном ходе;
блокировку при броске тока намагничивания;
блокировку при неисправностях цепей напряжения;
устройство резервирования при отказе выключателя;
функцию модельного двухстороннего определения места повреждения;
осциллографирование аналоговых и дискретных сигналов.

Принцип действия

Защита участка линии электропередачи состоит из двух полукомплектов, расположенных по обоим концам линии и включающих в себя микропроцессорные терминалы релейной защиты, приемопередатчик и соответствующее высокочастотное оборудование.

Взаимодействие полукомплектов защиты

Принцип действия защиты основан на косвенном сравнении направления мощности по концам защищаемой линии посредством ВЧ‑сигналов, передаваемых по каналам связи. При несимметричных повреждениях мощность обратной последовательности в защищаемой линии направлена к месту установки полукомплектов защиты, а при симметричных КЗ мощность прямой последовательности направлена, напротив, от шин в линию.

В начальный момент возникновения повреждения срабатывают блокирующие измерительные органы, обеспечивая ускоренный пуск приёмопередатчика, который посылает блокирующий сигнал на противоположный конец линии. После срабатывания отключающих ИО блокирующий ВЧ‑сигнал снимается тем полукомплектом защиты для которого мощность обратной последовательности направлена к шинам в случае несимметричных КЗ, либо мощность прямой последовательности направлена в линию при симметричных КЗ. В случае повреждения на защищаемой линии блокирующие ВЧ‑сигналы отсутствуют, и каждому из полукомплектов разрешается действовать на отключение выключателя. При КЗ «за спиной» одного из полукомплектов останова приёмопередатчика на соответствующем конце линии не происходит, и тем самым блокируются оба полукомплекта защиты.

Особенности

Для отстройки от замыканий за трансформаторами ответвлений используется специальный орган, основанный на трёх реле сопротивления, которые включены на междуфазные замеры.

В качестве канала связи выступает сама линия электропередачи. Блокирующие сигналы передаются с помощью высокочастотных приемопередатчиков. Терминалы ВЧ‑защиты могут работать совместно с приемопередатчиками разных производителей.

Типы исполнений комплектов

шкаф высокочастотной направленной защиты «Бреслер-0117.500»;
шкаф дифференциально-фазной защиты «Бреслер-0117.520»;
шкаф продольной дифференциальной защиты «Бреслер-0117.530».

Аппаратный состав терминалов

Наименование терминала		Бреслер 0107.500	Бреслер 0107.520	Бреслер 0107.530
Аналоговые входы	Каналы измерения 3 фазных напряжений	◼	◼	◼
	Каналы измерения 2 напряжений цепи разомкнутого треугольника	◼	◼	◼
	Каналы измерения 3 фазных токов	◼	◼	◼
	Канал измерения тока нулевой последовательности	◼	◼	◼
	Канал измерения тока, цепи отбора напряжения с линии	◼		◼
	Резервные миллиамперные входы	3	3	3
	Резервные аналоговые входы	3	4	3
Дискретные входы		34	34	34
Наличие резервных свободно программируемых входов		◼	◼	◼
Дискретные выходы		26	26	26
Наличие резервных свободно программируемых выходов		◼	◼	◼
Возможность установки дополнительного блока дискретных входов или выходов		1	1	1
Конструктив терминала		½ 19”	½ 19”	½ 19”

Функциональный состав шкафов

Наименование шкафа	Бреслер 0117.500	Бреслер 0117.520	Бреслер 0117.530
Функции защит 110-220 кВ
Высокочастотная направленная защита	◼
Дифференциально-фазная защита		◼
Продольная дифференциальная защита			◼
Функции резервных защит
Дистанционная защита от междуфазных и земляных замыканий			◼
— количество ступеней			3
— оперативное ускорение ДЗ			◼
— ускорение ДЗ при включении выключателя			◼
— ускорение с использованием каналов связи			◼
Токовая направленная защита нулевой последовательности			◼
— количество ступеней			4
— направленность ступеней определяется уставками			◼
— реле направления мощности по параметрам нулевой последовательности			◼
— смещение точки подключения ТН для органа направленности			◼
— блокировка ТНЗНП при броске тока намагничивания			◼
— оперативное ускорение ТНЗНП			◼
— ускорение ТНЗНП при включении выключателя			◼
— ускорение с использованием каналов связи			◼
Токовая отсечка			◼
— ускорение ТО при включении выключателя			◼
Вспомогательные функции
Блокировка при качаниях и асинхронном ходе	◼		◼
Блокировка при броске тока намагничивания	◼	◼	◼
Блокировка при неисправностях цепей напряжения	◼	◼	◼
Функция резервирования отказа выключателя	◼	◼	◼
4 группы уставок защиты	◼	◼	◼
Дистанционное управление терминалом	◼ *	◼ *	◼ *
Двухстороннее модельное определение места повреждения	◼ *	◼ *	◼ *

* – по желанию заказчика

ЭПЭ-1643-69

Назначение и принцип выполнения. Панели типа ЭПЗ-1643-69 с ВЧ блокировкой дистанционной защиты и направленной защиты нулевой последовательности линий 110—220 кВ обеспечивают отключение повреждений на всем протяжении защищаемой ЛЭП без замедления Такое комплексное сочетание принципов выполнения основной и резервной защит, при котором отдельная резервная защита отсутствует, а часть реле и часть цепей схемы ВЧ

Рис 7 Схема цепей ВЧ блокировки типа ЭПЗ-1643-69
а — переменного тока и напряжения, б — сигнализации, в — оперативного постоянного тока

блокировки и ступенчатых защит от многофазных и однофазных КЗ являются общими, в некоторых случаях может оказаться более предпочтительным, чем установка отдельных основной (например, диффазной ВЧ) и резервных защит, как более простое и дешевое Кроме того, такое выполнение может оказаться единственно возможным по условию чувствительности (например, на линиях с ответвлениями и на линиях, питающих электротягу на переменном токе)
Принципиальная схема цепей панели ЭПЗ-1643-69 приведена на рис 7 По сравнению с использованием отдельных основной (ДФЗ-201) и резервной (ЭПЗ-1636-67) защит рассматриваемая защита имеет следующие недостатки:

а) возможность излишнего срабатывания в кратковременном неполнофазном режиме, вызванном неодновременностью замыкания фаз выключателя При включении выключателя данного конца на включенных концах ЛЭП под действием кратковременно появляющихся токов и напряжений нулевой последовательности возможно срабатывание реле KW1, КАТ1 и KV1 Действие этих реле вызывает срабатывание реле KL2 и KL10, контакты KL21 и KL10 2 которых останавливают передатчик, а контакты KL22 и KL10 4 подготавливают цепь выходных реле KL4, KL5 и замыкают цепь рабочей обмотки реле KS1 Замыкание контакта реле KS1 в этих условиях приводит к излишней работе защиты. Предотвращение излиш его срабатывания защиты на конце линии, включенном ранее достигается тем, что в момент включения ЛЭП с данного конца размыкается контакт 3-4 реле ускорения KL4, установленного на панели защиты ЭПЗ-1636-67. В результате этого обеспечивается посылка блокирующего сигнала от передатчика данногс конца линии, запускаемого от действия реле тока КА1.
Если время действия защиты с достаточным запасом перекрывает разновременность включения фаз выключателя, то указанные цепи блокировки можно не выполнять (контакт 3-4 реле ускорения KL4 панели ЭПЗ-1636 шунтируется). Для выключателей с трехфазным приводом невыполнение цепей блокировки допустимо при времени действия защиты не менее 0,1 с;
б)      вероятность излишнего срабатывания при качаниях и в асинхронном режиме, что обусловливает необходимость применения рассматриваемой защиты в сочетании с устройством блокировки от качаний;
в)       невозможность осуществления качественного ближнего резервирования при междуфазных КЗ и ускорении II ступени дистанционной защиты, что связано с необходимостью выведения из действия I ступени этой защиты;
г)       невозможность вывода защиты из действия для ее ремонта при включенной в работу линии;
д)      несколько увеличенное время действия защиты по сравнению, например, с диффазной ВЧ защитой.
Следует отметить, что в последнее время выпускаются модернизированные панели ВЧ блокировки типа ЭПЗ-1643-69 и панели ступенчатых защит типа ЭПЗ-1636-67. Совместное использование этих панелей позволяет обеспечивать достаточно эффективное ближнее резервирование [6]. Схемы построены так, что с помощью необходимых переключений на рядах зажимов панелей ЭПЗ-1643-69 и ЭПЗ-1636-67, возможна раздельная проверка устройств защиты и ВЧ блокировки.
Панель типа ЭПЗ-1643-69 рекомендуется устанавливать на питающем конце ЛЭП, со стороны которого во всех режимах работы системы имеется питание, достаточное для действия защиты. Схема панели предназначена для совместной работы с ВЧА типа УПЗ-70 и выполнена таким образом, что пуск передатчика осуществляется независимо от направления мощности КЗ.
Схема релейной части ВЧ блокировки содержит:
а)       органы пуска ВЧ передатчика;
б)      органы останова ВЧ передатчика;
в)       устройство блокировки действия защиты при внешних КЗ (комплект реле А1) ;
г)       цепи, предназначенные для осуществления дистанционного пуска ВЧ передатчика;
д)      выходные цепи и цепи сигнализации.
В защитах с ненаправленным пусковым органом при возникновении КЗ происходит пуск передатчиков на всех концах защищаемой ЛЭП. После этого измерительные органы, фиксирующие место КЗ, останавливают передатчики и прекращают передачу блокирующих сигналов, за исключением передатчиков тех концов линии, на которых направленные реле сопротивления или мощности не подействовали. При КЗ на защищаемой ЛЭП все передатчики прекращают работу, блокирующие реле KS1 в комплекте А1 срабатывают и запускают выходные реле KL.4, KL5, действующие на отключение линии. При внешнем КЗ один из передатчиков не останавливается, его сигналы подаются на приемные контуры всех приемников, выходные (блокирующие) токи которых протекают по тормозным обмоткам реле KS1, и защиты по концам линии не действуют.
По принципу действия ВЧ блокировка ЭПЗ-1643-69 не может работать каскадно, т. е. если орган остановки ВЧ передатчика на данном конце не срабатывает при повреждении на защищаемой линии, то неостановленный передатчик продолжает посылать блокирующие сигналы, в результате чего комплекты защит с ВЧ блокировкой, установленные на других концах линии, не действуют.
Орган пуска ВЧ передатчика. В качестве органа пуска передатчика используются устройство блокировки при качаниях дистанционной защиты АКВ1 и реле тока КА1 (см. рис. 7, а), включенное на ток нулевой последовательности. Для предотвращения возможного неправильного действия защиты после отключения внешнего КЗ цепь на пуск передатчика размыкается с выдержкой времени после ликвидации причины, вызвавшей срабатывание пусковых органов. При замыканиях на землю это достигается применением реле KL6 с замедлением при возврате, при междуфазных замыканиях обеспечивается возвратом в исходное положение реле блокировки при качаниях дистанционной защиты с заданным временем возврата [контакты KL1.7 и KL3.3 (см. рис. 7, в) устройства блокировки при качаниях АКВ1].
Реле KL6 типа РП-252 может не успеть сработать при отключении внешнего КЗ с временем, не превышающим 0,15 с. В этом случае работа передатчика прекращается, и блокирующий сигнал не поступает на противоположный конец линии, на котором ВЧ блокировка может излишне сработать и отключить неповрежденную линию. Для исключения таких излишних отключений защит с ВЧ блокировкой Главтехуправлением Минэнерго предложено уменьшить время срабатывания реле KL6, до 0,07 с; время возврата должно быть не менее 0,4 с. Для достижения таких параметров завод-изготовитель рекомендует удаление диамагнитных шайб и закрепление обмотки реле KL6 ближе к рабочему зазору.
В схеме предусмотрена возможность осуществления дистанционного пуска ВЧ передатчика с помощью второго поляризованного реле KS2, включенного в цепь выходного каскада приемника Реле KS2 срабатывает при приеме ВЧ сигналов передатчика с противоположного конца линии и замыкающим контактом производит пуск ВЧ передатчика на данном конце Размыкающий контакт KS2 2 реле KS2 разрывает цепь промежуточного реле с задержкой при возврате KL8, которое контактом KL8 1 с выдержкой времени около 0,6 с выводит из действия цепь отключения Замыкающий контакт KL8 2 размыкает цепь обмотки реле KL7, которое с задержкой при возврате примерно 0,6 с разрывает цепь дистанционного пуска передатчика Этим предотвращается самоудерживание пуска обоих ВЧ передатчиков, приводящее к их непрерывной работе Самоудерживание может иметь место при использовании дистанционного пуска передатчиков на обоих концах линии Цепи отключения при дистанционном пуске выводятся раньше цепей пуска ВЧ передатчиков примерно на 0,6 с Такая последовательность необходима для предотвращения неправильного действия защиты после снятия ВЧ сигнала передатчика, пущенного дистанционно, в случае неотключения к этому времени внешнего КЗ.
При внешнем КЗ схема защиты работает следующим образом. При действии на одном конце пусковых органов ВЧ передатчик запускается и посылает ВЧ сигналы в линию На другом конце «ЛЭП срабатывает реле KS2 приставки ВЧ блокировки Al, замыкает цепь пуска ВЧ передатчика и размыкает цепь обмотки реле KL8 Примерно через 0,6 с якорь реле KL8 отпадает, и происходит выведение цепи отключения защиты Через 0,6 с после размыкания контакта KL8 2 якорь реле KL7 отпадает и своим контактом размыкает цепь дистанционного пуска передатчика
С учетом необходимости определенного времени на дистанционный пуск передатчика на одном конце линии и прием сигнала этого передатчика на другом конце линии реле KLW должно иметь замедление при срабатывании
Контакт KL3 1 реле ускорения KL3 предусмотрен для обеспечения действия защиты при включении выключателя Если выдержка времени УРОВ превышает время замкнутого состояния контакта KL8 I, то для надежного пуска устройства УРОВ он шунтируется контактом выходного реле KL5 3 Накладки SX2 и SX4 предусмотрены для оперативного выведения дистанционного пуска ВЧ передатчика в зависимости от режима работы сети.
При использовании дистанционного пуска только на одном конце «ЛЭП цепь пуска передатчика должна вводиться, а цепь отключения выводиться установкой накладок SX4 и SX2. На противоположном конце линии эти накладки должны быть от- 26 ключены (цепь дистанционного пуска передатчика при этом выводится, а цепь отключения от реле KL8 сохраняется) Такие изменения в схеме необходимы, чтобы исключить неправильное действие защиты при внешних повреждениях, если ВЧ передатчик на конце линии с дистанционным пуском уже остановлен (при возврате реле KL7), а КЗ еще не ликвидировано
Схема дистанционного пуска ВЧ передатчика имеет следующие недостатки-
а)       снижается надежность цепи отключения введением в нее контакта KL8 1,
б)      после возникновения повреждения цепь отключения защиты через 0,6 с выводится из действия контактом KL81 и вводится в действие после возврата органов пуска ВЧ передатчика на всех концах линии,
в)       может иметь место отказ защиты, если органы остановки на конце ЛЭП, передатчик которого пущен дистанционно, не сработают при повреждении на защищаемой линии, при отсутствии дистанционного пуска и несрабатывании органов пуска ВЧ передатчика на противоположном конце ЛЭП отказ защиты на данном ее конце исключается
Дистанционный пуск передатчика в немодернизированной панели производится непосредственно контактом поляризованно го реле KS2 1 Этот контакт коммутирует большие токи усилителя мощности передатчика и может привариться
В модернизированной панели пуск передатчика (в том числе и дистанционный) для уменьшения нагрузки на контакт реле KS2 1 осуществляется двумя параллельно соединенными контактами промежуточного реле KL12
Для вывода дистанционного пуска из действия размыкается накладка SX4, снимается перемычка 24-25, устанавливается накладка SX2
Орган останова ВЧ передатчика содержит-
а)       направленные реле сопротивления дистанционной защиты при междуфазных КЗ,
б)      реле тока /0477, реле напряжения KVI и реле направления мощности KW1, включенные на составляющие ток и напряжение нулевой последовательности Реле напряжения KV1 предназначено для того, чтобы отпала необходимость отстройки реле КАТ1 от тока небаланса при внешних КЗ или при качаниях
Действие вышеперечисленных реле вызывает срабатывание промежуточных реле KL2 и KL10, которые, замыкая цепь реле KL13, останова ВЧ передатчика, подготавливают цепи отключения защиты и замыкают цепь рабочей обмотки поляризованного реле KS1 в комплекте А1 Реле KS1 срабатывает при условии, что все ВЧ передатчики остановлены и в тормозной обмотке этого реле ток отсутствует
Останов ВЧ передатчика при междуфазных КЗ производится от тех ступеней дистанционной защиты, которые ускоряются с помощью ВЧ блокировки. Время возврата реле-повторителей реле сопротивления должно быть минимально возможным для исключения неправильного действия при отключении внешних КЗ. В качестве реле К.АТ1 предусматриваются реле типа РНТ-565 или РНТ-566 с насыщающимися трансформаторами, позволяющими отстроиться от токов намагничивания подключенных к линии трансформаторов при включении их под напряжение или при отключении внешних КЗ. Для исключения излишнего срабатывания защиты при внешних повреждениях при отсутствии дистанционного пуска ВЧ передатчика должно производиться согласование по чувствительности органа останова ВЧ передатчика с органами пуска ВЧ передатчиков на противоположных концах линии. Согласование производится отдельно для органов, действующих как при междуфазных КЗ, так при замыкании на землю. Реле тока КА1, предназначенное для пуска ВЧ передатчика, облегчает согласование по чувствительности органов, действующих при КЗ на землю.
Применение в модернизированной защите отдельного реле направления мощности повышает эффективность резервирования защит при КЗ на землю, так как это обеспечивает разделение оперативных цепей и цепей переменного тока ступенчатой токовой защиты нулевой последовательности и ВЧ блокировки, а также резервирование реле направления мощности нулевой последовательности ступенчатой защиты.
В схеме предусмотрен орган вывода из работы цепи останова ВЧ передатчика при междуфазных замыканиях в случаях КЗ на землю. Это необходимо для предупреждения возможного отключения неповрежденной линии, когда при внешних КЗ на землю (например, при двухфазном замыкании на землю на обходной связи) в защищаемой линии направление токов нулевой последовательности и полных токов в фазах таково, что на одном конце линии возможен останов ВЧ передатчика при срабатывании реле защиты нулевой последовательности, а на другом — реле дистанционной защиты. В качестве органа вывода цепи останова ВЧ передатчика используются реле тока КАТ1 и реле напряжения KV1. В соответствии с [3] для исключения излишних срабатываний защиты с ВЧ блокировкой наиболее эффективным является вариант, когда с обоих концов ЛЭП в органе останова передатчика используются и реле тока КАТ1, и реле напряжения KV1, а орган вывода осуществляется одним реле напряжения KV1 (снята перемычка между зажимами 3-7 на контактах реле KL1 в цепи обмоток реле KL2 и KL10, установлена перемычка 33-34 на ряде зажимов панели ВЧБ). При выполнении органа останова ВЧ передатчика с одним реле тока КАТ1 в качестве органа вывода желательно использовать также одно реле напряжения ДУ/. В случаях, когда токовая защита нулевой последовательности недостаточно чувствительна к двухфазным замыканиям на землю на защищаемой линии при любом варианте выполнения органа останова ВЧ передатчика, орган выведения следует выполнять с реле тока К А Т1 и реле напряжения KV1 (установлены перемычки между зажимами 3-7 реле JKL1 и 33-34 ряда зажимов). Этим исключается полный отказ ВЧ блокировки при указанном повреждении, так как реле KL2 и KL10 срабатывают в результате действия реле сопротивления дистанционной защиты через размыкающий контакт выведения KL1.2.
В цепи останова ВЧ передатчика при КЗ на землю предусмотрен размыкающий контакт 3-4 реле ускорения KL4 панели ЭПЗ-1636. Этот контакт блокирует защиту при включении выключателя на время, несколько большее времени включения, чем исключается срабатывание реле направления мощности нулевой последовательности всех включенных концов линии и излишнее действие защиты при включении выключателя.
Контакты KQT1 и KQT2 реле положения «отключено» выключателей защищаемой ЛЭП в цепях останова передатчика предназначены для предотвращения возможного отказа в срабатывании защиты при включении линии с противоположного конца на КЗ, а также для обеспечения действия защиты противоположных концов в режиме каскадного отключения повреждения. Отказ защиты в этих случаях мог бы иметь место вследствие посылки в линию блокирующего сигнала передатчика, установленного на том конце, где выключатели отключены. Шунтирование контактов KQT1 и KQT2 соответственно контактами KL1 и KL2 реле контроля непереключения фаз для ЛЭП с двумя выключателями необходимо для обеспечения останова ВЧ передатчика при неполнофазном отключении выключателя одной из сторон линии в случае КЗ на защищаемой линии. Для более быстрого останова ВЧ передатчика при отключении выключателя в случае каскадного отключения повреждения в схеме предусмотрен останов передатчика от контактов выходных промежуточных реле других защит ЛЭП. Накладка SX1 предусмотрена для исключения из схемы контактов реле положения выключателя при выводе его в ремонт. Если линия присоединяется через один выключатель, накладка SX1 исключается из схемы.
В цепи останова ВЧ передатчика предусмотрен размыкающий контакт KL3.1 реле KL3, имеющего замедление при возврате. Реле K.L3 срабатывает при действии защит элементов, смежных с рассматриваемой линией (дифзащита шин, быстродействующая защита на ШСВ и др.) и действующих на отключение одного или всех выключателей. Размыкание контактом KL3.1 цепи останова ВЧ передатчика, образуемой контактами реле положения выключателя, необходимо для предотвращения излишнего срабатывания защиты на других концах линии при отключении повреждения на смежном элементе. Излишнее срабатывание защиты возможно при работе на данном конце линии через один выключатель, а органы защиты с ВЧ блокировкой на противоположных концах линии, подготавливающие цепи отключения, могут ‘возвратиться в исходное положение позже, чем замкнется цепь остановки ВЧ передатчика контактом положения отключаемого выключателя на данном конце линии. Одновременно контакт KL3 1 контролирует цепь из контактов KL2.1 и KL10.2, предотвращая излишнее срабатывание защиты на других концах рассматриваемой линии под влиянием кратковременной несимметрии, возникающей при отключении междуфазного повреждения на смежном элементе выключателем с пофазным приводом. Замедление при возврате реле KL3 должно быть больше максимально возможного времени от момента возврата защиты смежного элемента до момента возврата защиты, установленной на противоположном конце линии. Указанное замедление должно быть не менее 0,2 с. Функция, выполняемая реле KL3, особое значение приобретает на линиях с ответвлениями. В этом случае предотвращается возможность перерыва электроснабжения потребителей, подключенных к ответвлениям. Вместе с тем необходимо отметить, что применение реле KL3 и его контакта KL3.1 приводит к некоторому замедлению действия ВЧ блокировки при КЗ на другом конце ЛЭП между трансформаторами тока и выключателем. Поэтому вопрос использования реле KL3 в схеме ВЧ блокировки должен решаться с учетом конкретных условий. В случае неиспользования контакта KL3.1 он должен быть зашунтирован.
Для обеспечения действия УРОВ и предотвращения отказа срабатывания защиты с ВЧ блокировкой при неполнофазных отключениях КЗ и неполнофазных включениях в случае установки трансформатора напряжения на линии предусмотрена возможность шунтирования контакта реле KW1 контактом KL5.2 выходного промежуточного реле KL5 данной панели и контактом 1-2 реле ускорения KL4 панели ЭПЗ-1636-67. Цепь останова ВЧ передатчика при междуфазных повреждениях контролируется контактом устройства блокировки от качаний KL1.5.
При замене выключателя линии обходным предусмотрена возможность сохранения в работе ВЧ блокировки. Для этого на обходном выключателе устанавливается панель с релейной частью ВЧ блокировки, а приемопередатчик и реле KL12, KL13 используются той линии, которая будет включена через обходной выключатель. Приемопередатчик и реле KLI2, KL13 подключаются к релейной части линейного или обходного выключателя переключателем SAC2. При работе линии через собственный выключатель переключатель SAC2 устанавливается в положение 2, а при работе через обходной выключатель — в положение /.
Реле KL9, KL14, KL15 используются для размножения контактов переключателя SAC2. На панели, устанавливаемой на обходном выключателе, переключатель SAC2 и реле KL9, KL14, KL15 не используются.
В схеме защиты для сигнализации предусмотрены указательные реле: КН1—действие защиты при замыканиях на землю; КН2 — работа приемника; КНЗ — неисправность ламп ВЧА; КН4, КН5 — действие защит на отключение выключателей.
Назначение оперативных контактных накладок: SX1 для исключения контактов KQT1 и KQT2 в случае вывода в ремонт соответствующего выключателя; SX2, SX4 для оперативного вывода дистанционного пуска передатчика; SX3 для вывода выходных реле; SX5 для переключения в цепях УРОВ.
Кнопка SB1, установленная на панели, предназначена для проверки ВЧ канала при отключенных выключателях линии.

Резюме Инженер РЗА, Красноярск, 80 000 руб. в месяц

Знаю принципы работы и логику работы типовых схем релейной защиты и автоматики подстанций 500/220/110/35/10 кВ на базе микропроцессорных полупроводниковых и электромагнитных реле. Имею опыт наладки РЗА в электроустановках 110-500 кВ, и подготовки технических отчетов. Умею работать с устройствами применяемыми при проверке, наладке и испытании оборудования. Имею опыт работы с электромагнитными полупроводниковыми и микропроцессорными устройствами защиты силового оборудования подстанций. Отлично представляю организацию и взаимодействие устройств РЗА, ПА, АСКУЭ на любой подстанции любого класса напряжения. Составлю программу проверки токовых цепей первичным током от внешнего источника. Проверю обтекание, Сниму ВАХ трансформаторов тока, векторные диаграммы, проверю полярность и проведу анализ на правильность сборки токовых цепей. Свободно читаю принципиальные и монтажные схемы РЗА любой сложности. Умею работать с ВАФ-85. У5053. РЕТОМ-51, РЕТОМ-61 РЕТОМ-21, РЕТОМ-ВЧ. Проведу опробование любой оперативной схемы РЗА. Проведу техническое обслуживание устройств РЗА в объёме восстановления. Составлю рабочие программы ввода – вывода устройств РЗА. Знаю принцип работы устройств РЗА воздушных линий, трансформаторов, секций шин всех классов напряжений. Напишу программу включения и комплексного опробования для любой электроустановки всех классов напряжения. Знаю принцип работы и правила ввода вывода основных панелей защит линий ШДЭ-2802, ЭПЗ-1636, НДЗ-751, ПДЭ-2802, ПДЭ-2003. Знаю организацию выполнения дифференциальных защит трансформаторов и шин на РНТ-565, ДЗТ-11 проведу их проверку и настройку. Знаю организацию в.ч. тракта на аппаратуре АНКА-АВПА., способы ретрансляции команд ПА а так же принцип работы основных приёмопередатчиков ПВЗУ-Е, АВЗК-80. В совершенстве представляю организацию токовых цепей и цепей напряжения на подстанциях. Проведу проверку панели защит ДФЗ-201, ЭПЗ-1636, в объёме восстановления. В совершенстве представляю взаимодействие основных устройств дистанционной защиты КРС-1, КРС-2, ДЗ-2, блокировок от качаний КРБ-125, КРБ-126, блокировок от потери цепей напряжения КРБ-11, КРБ-12. Настрою схему сравнения рабочего и тормозного контура, проверю схему на самоход. Сниму угловую характеристику (Z) и зависимость Zcp=f (І). Замерю ток срабатывания в исполнительном органе нуль индикаторе (МЭР). Настрою смещение в І или ІІІ квадрат. Замерю токи смещения. При наличии мёртвой зоны в случае смещения І квадрат в настрою контур подпитки от третьей фазы. Проведу проверку рабочих уставок. При необходимости настрою эллиптическую характеристику КРС. Проведу проверку РС в режиме реле направления мощности определю углы максимальных моментов при которых контакты РС разомкнуты отсюда же найду угол максимальной чувствительности фмч. Отстрою срабатывание РС от тока нагрузки. Проведу имитацию КЗ в зоне и за спиной. Отлично представляю организацию цепей оперативного тока и цепей сигнализации. Свободно прочитаю схему автоматики АУВ любого выключателя. Проведу анализ осциллограммы аварийного отключения любой сложности даже со срывом цикла АПВ. Знаю принцип выполнения схем УРОВ, АВР, АПВ. Имею опыт технического обслуживания и приёмки из наладки, составление протоколов защит панелей серии ЭКРА ШЭ2704, ШЭ2607, в совершенстве владею программой “Ekrasms”., Имею опыт наладки ИЦ Бреслер (КСЗ (ШЛ 2606.44) и АУВ (ШЛ 2606.645) ТОР-100, ТОР-200) в совершенстве владею программой “Bressms”, “Микра”, “Тесом”. Имею опыт работы с программами в Excel 97 по проверке КСЗ, ДЗЛ Диф..защиты, Имею опыт наладки и конфигурирования терминалов АВВ типа RET-670 и REF-615 в совершенстве владею программой РСМ-600. Могу посмотреть зону работы ДЗ, а так же тормозную характеристику, произвести проверку токовых цепей, и вторичных цепей ТН. Выполню построение векторных диаграмм цепей напряжения звезды и треугольника по результатам измерения ВАФ-85 или ВАФ-Парма. Проведу проверку аналоговых и дискретных входов на терминалах БЭ 2704 на базе ШЭ 2607, с помощью ускоренной проверки реле сопротивления (эксцентрограммы) проверю контрольные точки зоны действия ДЗ в рамках стандартных программ проверки РЕТОМ-61. Проверю работу пусковых органов и выходных реле и работу терминала по внешним связям. Сниму фазную характеристику сравнения токов обоих полукомплектов ДФЗ. Через испытательный блок в цепи тока линии на полукомплект ДФЗ противоположного конца линии подам ток IAN = IНОМ от источника тока, синхронизированного с сетью. На своей подстанции на полукомплект защиты ДФЗ подам ток IAN = IНОМ с регулируемой фазой. Контроль буду производить по контрольному выходу, подключенному на выход ОСФ (дискретный сигнал). Изменяя фазу тока, подводимого к своему полукомплекту защиты, добьюсь условия попадания в зону блокировки защиты. Плавно изменяя фазу тока, добьюсь появления единичного сигнала на выходе ОСФ (по первой ветви фазной характеристики) и зафиксирую при этом угол f1. Затем, вернувшись в область блокировки (сигнал на выходе ОСФ равен 0) и пройдя ее, добьюсь появления единичного сигнала на выходе ОСФ по второй ветви фазной характеристики. Зафиксирую при этом угол f2. Затем найду угол блокировки вычисляется как: f бл =|(f2 — f1)| / 2. Аналогичную проверку сделали для полукомплекта защиты противоположного конца линии. В совершенстве знаю устройство и принцип действия дифференциальной направленной защиты линий с ВЧ блокировкой типа ПДЭ -2003. Знаю принцип перевода защиты в режим СФТ при использовании ОАПВ и ТАПВ. Знаю схему пуска ВЧ передатчика в случае блокировки, а так же организацию останова ВЧ передатчика. В совершенстве представляю организацию ВЧ тракта на ВЛ. Знаю работу схемы органа манипуляции. Представляю работу схемы реле напряжения, реле сопротивления, схему сравнения реле тока, напряжения и схему формирования блока тормозного сигнала. Сниму диаграмму напряжений на элементах схемы сравнения. Представляю векторную диаграмму реле сопротивления. В совершенстве представляю логическую часть защиты ПДЭ -2003, а так же цепей сигнализации. Сделаю тестовую проверку защиты представляю работу функционального устройства тестового контроля. Проведу комплексную проверку защиты от внешнего устройства (РЕТОМ-51, РЕТОМ-61) ПДЭ -2003. Проведу проверку: характеристик защиты измерительных органов тока и напряжения, характеристик реле тока, характеристик устройств контроля и исправности цепей напряжения, характеристик реле направления мощности. Выполню настройку ФТОП и ФНОП. Проведу проверку характеристики органа манипуляции и реле сопротивления. Выставлю уставки. Проведу проверку взаимодействия элементов логической части схемы ПДЭ -2003. Знаю выполнение токовых цепей в дифференциальной защите шин 220/500кВ в полуторной схеме и в схеме две рабочих системы с обходной. Свободно читаю полупроводниковые схемы знаю принцип работы одновибратора, нуль-индикатора, триггера, компаратора, операционного усилителя. Принимал активное участие в реконструкции и пуске новых подстанций на устройствах РЗА SIMENS, MICOM, ЭКРА. Имею 5 группу допуска по ТБ.

Релейная защита и автоматика сетей 6-35 кВ

В электрических сетях принято использовать различные способы заземления нейтрали:

• глухое – способ заземления при котором нейтраль обмотки трансформатора (автотрансформатора) металлически присоединяется к заземляющему устройству;
• эффективное – нейтрали части элементов сети разземлены (отключены от ЗУ) посредством заземляющего ножа, при этом параллельно ЗН устанавливается разрядник;
• изолированное – нейтрали силового оборудования не имеют соединения с заземляющим устройством;
• заземление нейтрали через дугогасящий реактор – компенсация тока однофазного замыкания на землю;
• заземление нейтрали через сопротивление – резистивное заземление.

Для релейной защиты и автоматики сетей 6-35 кВ наиболее распространены последние три метода заземления: изолированное, подключение к ЗУ через дугогасящий реактор и резистивное. Для сетей 110 кВ и выше — глухое и эффективное заземление нейтрали.

Режим, когда нейтраль силового оборудования 6-35 кВ не имеет физического соединения с заземляющим устройством – изолирована, чаще всего применим в сетях 6-35 кВ, при этом, как правило, обмотки силового оборудования соединены в треугольник — нейтральная точка отсутствует физически. Особенностью данного типа заземления является возможность работы при однофазных замыканиях на землю, поскольку токи однофазного КЗ невелики и не вызывают повреждения оборудования. Но продолжительный режим работы при ОЗЗ имеет негативные последствия:

• Появление дуговых перемежающихся замыканий на землю, сопровождающихся повышением напряжения.
• Как следствие пробой изоляции в другой точке сети, в результате которого ОЗЗ переходит в двойное или многоместное ЗНЗ, характеризующееся высокими токами КЗ и сопровождающееся множественными отключениями.
• Опасность попадания людей и животных в зону растекания токов КЗ вблизи места ЗНЗ.

Еще одним негативным фактором является необходимость применения фазной изоляции способной выдерживать линейные напряжения без повреждения.

Согласно ПУЭ применение режима изолированной нейтрали ограничено в зависимости от тока ЗНЗ. Компенсация путем применения дугогасящих реакторов предусматривается при емкостных токах:

• более 30 А на напряжении 3-6 кВ;
• более 20 А на напряжении 10 кВ;
• более 15 А на напряжении 15-20 кВ;
• более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;
• более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».

Работа в режиме компенсированной нейтрали основана на снижении емкостного тока замыкания на землю до минимальных значений за счет подстройки величины индуктивности катушки, что уменьшает вероятность вторичных пробоев изоляции. К недостаткам относятся необходимость установки дополнительного силового оборудования – ячейки, трансформатора и ДГР, и использования специализированной автоматики подстройки реактора; сложность развития сети из-за ограниченных возможностей реактора; наличие токов высших гармоник и активной составляющей тока ОЗЗ, которые ДГР не компенсируются.

Резистивное заземление нейтрали может быть выполнено аналогично компенсации — путем установки в РУ 6-35 кВ ячейки, к которой присоединен специальный трансформатор со схемой соединения «звезда-треугольник» с включением в нейтраль «звезды» заземляющего резистора. Для сети 20 кВ, помимо указанного, встречаются примеры использования понижающего трансформатора 220(110)/20 кВ, обмотка НН которого соединена по схеме «звезда» с включением резистора в нейтраль.

Для выполнения указанных схем могут применяться высокоомные либо низкоомные резисторы.

Сопротивление высокоомного резистора выбирается равным емкостному сопротивлению сети. При этом ток в месте замыкания не превышает 10 А, что позволяет не отключать первое ЗНЗ, как и в сети с компенсированной нейтралью. На применение данного способа накладывается ограничение по применению в сетях с большими емкостными токами, для которых, как правило, применяется низкоомное заземление.

Сопротивление низкоомного резистора выбирается минимально возможным. При этом существует вероятность повышения токов ОЗЗ до значительных величин, вызывающих повреждение оборудования и самого резистора, что делает невозможным работу сети в режиме ОЗЗ – требуется отключение уже первого замыкания.

В любом случае использование резистивного заземления нейтрали позволяет избежать дуговых перенапряжений высокой кратности и как следствие многоместных повреждений в сети, феррорезонансных процессов и повреждений измерительных ТН. Кроме того, токи однофазного замыкания на землю увеличиваются, что позволяет токовой защите нулевой последовательности (ТЗНП) обнаружить поврежденное присоединение и при необходимости произвести его отключение. Например, согласно СТО ОАО «ФСК ЕЭС» 56947007-29.240.30.010-2008 для обеспечения селективности работы релейной защиты сопротивление заземляющего резистора выбирается таким, чтоб значение тока при однофазном замыкании в сети 20 кВ было не ниже 1000 А.

К недостаткам данного способа заземления нейтрали относятся дороговизна реализации и ограничения на развитие сети аналогичные методу с компенсацией емкостных токов.

Решение по комбинированному применению дугогасящих реакторов и резисторов, подключенных параллельно к нейтрали трансформатора присоединенного к шинам РУ 6-35 кВ, сочетает в себе преимущества вышеприведенных методов, но является наиболее дорогостоящим, потому на практике встречается редко.

Основными и наиболее распространенными КЗ сети 6-35 кВ являются однофазные замыкания на землю, способы их устранения зависятв первую очередь от режима заземления нейтрали.

Как говорилось ранее, при изолированной или компенсированной схеме быстродействующее отключение ОЗЗ не требуется, токовые защиты нечувствительны или неселективны, защиты по повышению напряжения нулевой последовательности также могут только сигнализировать о наличии ЗНЗ. Зачастую, для определения поврежденного фидера используются специализированные централизованные устройства, например, УСЗ-3М, сравнивающее измерения токов высших гармоник от ТТ НП всех отходящих линий поочередно и позволяющее выявить устойчивое замыкание.

При резистивно-заземленной нейтрали токовые защиты нулевой последовательности позволяют определить поврежденный фидер, необходимость отключения выключателя определяется уровнем токов ОЗЗ.

Из-за пробоя изоляции однофазные замыкания на землю могут переходить в двойные или множественные, характеризующиеся повышением токов замыкания за счет появления контура их протекания. Аналогичным повышением токов сопровождается появление ОЗЗ в другой точке сети не вызванное более ранним повреждением. Кроме того, в сетях 6-35 кВ не исключены двух- и трехфазные замыкания, сопровождающиеся еще более существенным повышением токов.

В качестве защиты от вышеперечисленных видов замыкания используется максимальная токовая защита. Современные технологии позволяют выполнить МТЗ с временем срабатывания зависимым от протекающего тока, указанная зависимость задается определенными характеристиками и позволяет увеличить быстродействие защиты.

Для повышения чувствительности токовых защит дополнительно могут применяться критерии пуска по снижению напряжения основной гармоники или по повышению напряжения обратной последовательности.
Состав защит конкретного присоединения зависит не только от режима сети, но и от его типа.

В большинстве случаев в качестве основной защиты отходящей линии используется токовая отсечка без выдержки времени – ступень МТЗ, охватывающая около 80% защищаемого участка сети.

Токовая отсечка с выдержкой времени может быть применена в качестве защиты ближнего резервирования, ее уставка по току выбирается из условия охвата шин нижестоящей подстанции, уставка по времени отстраивается от ТО смежной линии. В сетях 6-35 кВ применяется довольно редко из-за сложности обеспечения селективности в разветвленной сети и коротких участков ЛЭП.

Еще одна ступень МТЗ используется в качестве защиты дальнего резервирования, ее задача — обеспечить чувствительность на конце защищаемого участка, при этом уставка по току отстраивается от нагрузочного режима и тока самозапуска двигателей, выдержка срабатывания выбирается по ступенчатому принципу отстройкой от МТЗ нижестоящих участков сети и в разветвленных сетях может достигать значения более 1-2 сек.

Функция автоматического ускорения используется для увеличения быстродействия РЗ при включении выключателя на неустраненное повреждение. В качестве ускоряемой ступени используется чувствительная МТЗ, для которой на время включения вводится уменьшенная выдержка по времени.

На практике также распространено применение одной из чувствительных ступеней МТЗ в качестве защиты от перегрузки, действующей на сигнал.

Набор функций терминала защит трансформаторов собственных нужд, ДГР и резистора выполняется аналогичным комплекту РЗ отходящей линии и может быть дополнен защитами с зависимыми времятоковыми характеристиками, приемом сигналов от датчиков температуры и специализированных устройств контроля, поставляемых комплектно с трансформатором.

В качестве комплекта защит основного и резервного ввода питания секции шин (вводного и секционного выключателей) также используются чувствительная МТЗ с выдержкой времени и защита от перегрузки.

Кроме того, на базе максимальных токовых защит отходящих присоединений и вводов питания выполняется логическая защита шин, относящаяся к основным защитам с абсолютной селективностью. Принцип действия ее основан на приеме сигналов пуска МТЗ отходящих фидеров устройствами защит ВВ и СВ. При наличии пусков от линий чувствительные ступени МТЗ вводов питания срабатывают с выдержкой времени — работают в режиме дальнего резервирования. Отсутствие сигналов МТЗ фидеров свидетельствует о КЗ выше зоны их чувствительности — на выключателях и шинах, что позволяет МТЗ ВВ и СВ произвести отключение секции шин без выдержки времени.

Дуговые защиты используются в качестве дополнительных основных защит. В зависимости от проекта и потребностей заказчика, ДЗ могут выполняться:

• неселективными – отключение секции шин полностью при обнаружении дугового замыкания в любом из отсеков КРУ;
• избирательными — отключение выключателя фидера при обнаружении ДЗ в кабельном отсеке, отключение секции целиком при обнаружении дуги в отсеках шин любой из ячеек и выключателей отходящих линий, отключение питания по высокой стороне трансформатора при обнаружении ДЗ в отсеке выключателя или кабельного ввода ВВ.

До недавнего времени в качестве критерия обнаружения дугового замыкания использовались клапаны, устанавливаемые в каждом отсеке ячейки и реагирующие на изменение давления в замкнутом объеме, такое решение было малоэффективным из-за сложности настройки клапанов, реагирования их на перепады давления, не вызванные ДЗ (например, хлопок двери), и малой ремонтопригодности механической части клапанов. Большинство современных устройств дуговой защиты реагируют на вспышки света, сопровождающие замыкания, что делает их более чувствительными и позволяет устанавливать не только в ячейках с замкнутыми объемами, но и в камеры КСО и на открытые шинопроводы.

Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) предназначено для ближнего резервирования в случае неотключения повреждения на защищаемом участке. Пуск УРОВ осуществляют все ступени защит, действующие на отключение, при этом алгоритм функции производится анализ состояния выключателя по контактам его положения и наличию тока в защищаемом присоединении. Время действия данной функции выбирается примерно равным собственному времени отключения выключателя, при этом первое воздействие зачастую осуществляется на «свой» выключатель. По истечении выдержки времени УРОВ отходящих линий воздействуют в шинку отключения вводного и секционного выключателей своей секции, при несрабатывании СВ производится действие на ВВ прилегающих секций, УРОВ вводного выключателя воздействует на отключение высокой стороны питающего трансформатора.

Автоматика управления выключателем (АУВ), как видно из названия, выполняет функцию управления выключателем. В современных микропроцессорных устройствах АУВ является не только промежуточным механизмом между кнопками включения/отключения или органами релейной защиты и автоматики, но и анализирует источник появления команды, тем самым позволяет ограничить одновременное поступление команд из разных источников – разделить местное и дистанционное управление или исключить подачу оперативной команды в цикле работы РЗ, а также, при использовании АРМ или ИЧМ, проконтролировать уровень доступа пользователя и исключить случайное воздействие на выключатель. Кроме того, алгоритмы АУВ позволяют контролировать состояние самого выключателя, не только в текущем моменте, например, готовность привода, но и путем подсчета циклов включения-отключения, количества аварийных отключений, неуспешных АПВ и пр., прогнозировать необходимость выполнения обслуживания выключателя.

Еще одним видом применяемой для релейной защиты и автоматики сетей 6-35 кВ является автоматическое повторное включение (АПВ). При неустойчивых (самоустранившихся) КЗ на воздушных ЛЭП автоматическое повторное включение сокращает время перерывов энергоснабжения потребителя тем самым повышая надежность энергоснабжения. Запуск функции производится по несоответствию отсутствия команды на отключение и отключенного положения выключателя – неоперативному отключению. АПВ выполняется одно- или двухкратным, то есть при неудачном включении многократное действие блокируется до ручного восстановления схемы дежурным персоналом.

Для сокращения перерывов электропитания потребителя также применяются схемы автоматического включения резерва (АВР). В общем случае для шин 6-35 кВ данный алгоритм выполняется следующим образом:

1. Пропадание напряжения на секции шин фиксируется защитой минимального напряжения.
2. Алгоритм АВР анализирует отсутствие срабатывания защит вводного выключателя и его включенное положение, из чего следует, что произошло отключение питания по высокой стороне трансформатора или на вышестоящем РУ.
3. АВР производит отключение вводного выключателя, чтобы избежать подачи напряжения на поврежденный участок сети, и подает команду на включение секционного выключателя для питания своей секции шин от ввода смежной секции.

Алгоритм АВР как правило дополняется контролем наличия напряжения на смежной секции от функции контроля напряжения терминалов в ячейке ТН или СВ.

При наличии отдельных измерительных трансформаторов напряжения на вводе на секцию АВР может быть дополнен функцией восстановления нормального режима. Терминал защит ВВ подключается в указанному ТН и при появлении на нем напряжения нормального режима после АВР производит отключение секционного выключателя и включение основного ввода питания. ВНР позволяет в автоматизированном режиме восстановить нормальную схему работы, снизить перегрузку силового оборудования и также повысить надежность снабжения конечного потребителя.

Указанный состав защит не является полным, существует множество других типов РЗиА, применяемых как отдельные функции и в комплексе с вышеперечисленными, их выбор определяется типом присоединенной нагрузки, разветвленностью и режимами работы сети, а также требованиями по надежности энергоснабжения. Анализ каждого конкретного случая подразумевается на этапе выполнения проектной документации и расчета уставок, на основании которых и производится подбор применяемых функций и требований к устройствам, их осуществляющих.

Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенности

Согласно правилам эксплуатации электроустановок силовые устройства электрических сетей и электростанций должны быть обеспечены защитой от сбоев в эксплуатации и токов короткого замыкания. Средствами защиты являются специальные устройства, выполненные на основе реле, что оправдывает их название релейная защита и автоматика (РЗА). В настоящее время существует много различных устройств, способных в короткие сроки блокировать возникшую аварию в электрической сети, либо подать предупредительный сигнал о возникновении аварийного режима.

Виды релейной защиты

Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:

Уменьшение частоты тока, возникающей при внезапной перегрузке генераторов вследствие короткого замыкания, либо отключения части других источников из сети.
Повышенное напряжение. Увеличение этого параметра на 10% уменьшает срок службы ламп освещения в два раза. Такой режим возникает при внезапной разгрузке сети.
Токовая перегрузка способствует излишнему нагреванию изоляции проводников и кабелей, создает искрообразование в контактных соединениях.

Реле классифицируются по определенным признакам:

Методу подключения: первичные, которые подключаются непосредственно в цепь устройства, и вторичные, которые подключаются посредством трансформатора.
Типу исполнения: электромеханические, состоящие из подвижных контактов, отключающих цепь, и электронные, обесточивающие цепь с использованием полупроводниковых элементов.
Назначению: измерительные, которые выполняют измерение параметров, и логические, которые подают сигналы и команды другим устройствам, выполняют задержку по времени.
Методу работы: прямого действия, которые связаны с устройством отключения механическим путем, и косвенного действия, которые управляют электрической цепью электромагнита, обесточивающего сеть питания.

Релейная защита и автоматика бывают различных видов:

Максимальная токовая защита, включается при достижении определенной величины тока, заданной при настройке.
Направленная наибольшая токовая защита, кроме настройки тока учитывает направление мощности.
Дифференциальная, применяется для защиты сборки генераторов, трансформаторов, шин путем сравнения величин токов на выходе и входе. При разнице, превышающей заданное значение, срабатывает релейная защита.
Газовая и струйная, применяется для обесточивания трансформатора и других устройств, работающих в емкостях с маслом. При возникновении неисправностей образуется повышенная температура, и из масла выделяются газы, снижается диэлектрическое свойство масла и разлагается его химический состав. На такие аварийные режимы срабатывают механические реле, которые действуют с учетом возникновения газа в емкости, а также веществ, образующихся при разложении масла. При срабатывании защиты подается команда на действие логической схемы.
Логическая, защищает шины, применяется для определения места короткого замыкания на питающих линиях, которые отходят от шин электростанции, и на шинах.
Дистанционная, имеющая блокировку по оптическому каналу, является более надежным способом защиты, в отличие от дистанционной защиты с ВЧ блокировкой, так как электрические помехи не оказывают большого влияния на оптический канал.
Дистанционная с ВЧ блокировкой, применяется для обесточивания воздушных линий при возникновении коротких замыканий.
Удаленная защита используется в сложных схемах сетей, где из-за чувствительности и быстродействия не могут применяться простые виды защит. Защита выявляет расстояние до места аварии или короткого замыкания, и в зависимости от расстояния срабатывает с большей или меньшей задержкой по времени. Современные новые системы защит обладают ступенчатыми свойствами времени. Они каждый раз не измеряют величину сопротивления для определения расстояния до аварийного участка, а только осуществляют контроль участка, на котором выявлена неисправность.
Дифференциально-фазная, используется для контроля фаз по концам линии питания. При превышении настроенного значения тока, реле обесточивает линию.
Защита минимального напряжения. В аварийных режимах, особенно при коротком замыкании, возможна просадка напряжения. Для обеспечения отключения электрооборудования при снижении напряжения ниже критического значения предназначена защита минимального напряжения. Такая защита в свою очередь делится на групповую и индивидуальную.
— Групповая защита отключает группу потребителей с помощью реле минимального напряжения. Которое работает совместно с промежуточным реле, отключающим своими силовыми контактами целую группу потребителей нагрузки. Такая релейная защита используется чаще всего на электростанциях для создания надежности функционирования наиболее ответственного оборудования при кратковременном резком снижении напряжения. Она отключает на время падения напряжения менее ответственное оборудование, для создания более благоприятных условий ответственных электрических устройств.
— Индивидуальная защита работает аналогичным образом, но отключает только один потребитель.
Защита максимального напряжения. Имеется два вида реле, защищающих потребители от повышенного напряжения. Первый вид – это защита, действующая по принципу отвода удара молнии по молниеотводу на контур заземления. Второй вид – это устройства, компенсирующие энергию рассеянным теплом во внешнюю среду. Они не применяют релейную основу, а действуют сразу в силовой схеме. Защита максимального напряжения проектируется по принципу минимальных, с такими же измерительными элементами. Реле настраивается на срабатывание по уставке повышения напряжения, превосходящей некоторый допустимый предел напряжения эксплуатации цепи.

Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:

Автоматическая частотная разгрузка, выключает электрические устройства при снижении частоты тока в сети.
Автоматическое повторное включение, используется на линиях электропередач выше 1000 вольт, а также в сборках трансформаторов, электродвигателей и шин подстанций.
Автоматический ввод резерва, применяется при коммутации генератора в сеть в качестве резервного источника питания электроэнергией.

Устройство

Электромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами.

Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке.

1 — Электрический сигнал
2 — Блок наблюдения электрических процессов
3 — Блок логики и анализа
4 — Исполнительный блок
5 — Сигнальный блок

Блок наблюдения

Главной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока.

Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше.

Блок логики

В этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты.

Исполнительный блок

Этот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников.

Сигнальный блок

В электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства. Которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства.

Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты.

Принципы работы

Релейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:

Ложные срабатывания при исправной электрической системе и отсутствии каких-либо повреждений.
Излишние сработки, когда не требуется работа исполнительного блока.
Повреждения внутри устройства защит.

Чтобы исключить отказы при функционировании релейной защиты, вырабатываются специальные требования к ней при проектировании, установке, настройки с запуском в работу, и техническом обслуживании:

Надежность функционирования.
Чувствительность к моменту запуска оборудования.
Быстродействие (время сработки).
Селективность.

Принцип надежности

Этот принцип определяется:

Безотказностью в эксплуатации.
Пригодностью к ремонту.
Долгим сроком службы.
Сохраняемостью.

Каждый из этих факторов имеет свою оценку.

Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию при:

Внутренних КЗ в рабочей зоне.
Возникновении внешних КЗ за границей рабочей зоны.
Работе без неисправностей.

Надежность устройств защиты бывает:

Эксплуатационная.
Аппаратная.

Принцип чувствительности

Этот принцип дает возможность определить виды предполагаемых расчетных повреждений и ненормальных режимов энергетической системы в рабочей зоне защиты.

Кч = Iкз min/Iсз

Чтобы определить его числовое значение, используется коэффициент Кч. Коэффициент рассчитывается отношением наименьшего тока короткого замыкания рабочей зоны к величине тока срабатывания. Релейная защита работает в нормальном режиме при:

Iсз < Iкз min

Наиболее приемлемая величина коэффициента чувствительности находится в диапазоне 1,5-2.

Принцип быстродействия

Время обесточивания поврежденного участка состоит из двух составляющих:

Сработки защиты.
Действия привода выключателя.

Первую составляющую можно отрегулировать, начиная от наименьшего значения, которое зависит от устройства защиты и числа применяемых элементов. Задержка по времени на сработку формируется, путем внедрения в схему специальных реле, имеющих возможность регулировки. Она применяется для наиболее удаленных защит.

Устройства, находящиеся рядом с местом неисправности, должны настраиваться на действие с наименьшими возможными диапазонами времени на срабатывание.

Принцип селективности

Этот принцип по-другому называется избирательностью. С помощью нее можно найти и локализовать место возникшего повреждения в структуре сети любой сложности.

Например, генератор вырабатывает и подает электроэнергию различным потребителям, находящимся на участках 1, 2, 3, которые оснащены каждый своей защитой. При коротком замыкании внутри устройства потребителя на 3-м участке, ток будет протекать по всем устройствам защиты, начиная от источника питания.

Но в таком случае целесообразно будет отключить цепь участка, имеющего неисправность электродвигателя, при этом оставляя в работе остальные исправные потребители. Для этого существуют уставки релейной защиты, отдельно для каждой цепи, еще на стадии проектирования схемы защиты.

Устройства защиты 5, 3-го участка должны обнаружить ток неисправности раньше, и оперативнее сработать, отключив поврежденный участок от цепи генератора. Поэтому значения токовых и временных установок на каждом участке снижаются от генератора к потребителю, по принципу: чем дальше от неисправного места, тем ниже чувствительность.

В результате исполняется принцип резервирования. Который учитывает возможность поломки любых устройств, включая системы защиты более низкого уровня. Это означает, что при повреждении защиты 5 участка №3, при возникновении аварии должны сработать устройства защиты 3 или 4 участка 2. А эти участки в свою очередь подстрахованы устройствами защиты участка 1.

Особенности управления релейной защитой

Релейная защита как отдельный блок является самостоятельной схемой. Он входит в общие комплексы, которые составляют систему противоаварийного управления энергетической системы. В такой системе все элементы взаимосвязаны между собой и выполняют поставленные задачи в комплексе.

Коротко перечень защитных функций и работа автоматики изображены на схеме.

Изучив особенности эксплуатации автоматики и релейной защиты, можно сказать, что необходимо постоянно совершенствовать знания и практические навыки, которые требуются при поступлении в работу нового оборудования для защиты.

Высокочастотная блокировка (ВЧБ).

Высокочастотные (ВЧ) РЗ являются быстродействующими и предназначаются для ЛЭП 110, 220 кВ и линий СВН. Они применяются для быстрого отключения линии при КЗ в любой ее точке с целью обеспечения устойчивости параллельной работы электрических станций и энергосистем в целом, а также в связи с ростом требований со стороны потребителей для сохранения устойчивости технологического процесса.

Высокочастотные РЗ (ВЧЗ) состоят из двух комплектов, расположенных по концам защищаемой ЛЭП. Особенность ВЧЗ заключается в том, что для их селективного действия необходима связь между комплектами защиты, осуществляемая посредством токов ВЧ, которые передаются по проводам защищаемой ЛЗП. По принципу своего действия ВЧЗ не реагируют на КЗ вне защищаемой ЛЭП и поэтому, так же как дифференциальные РЗ, не имеют выдержки времени.

Применяются три вида ВЧЗ: направленные РЗ с ВЧ-блокировкой, основанные на сравнении направления знаков мощности по концам защищаемой ЛЭП; дифференциально-фазные ВЧЗ, основанные на сравнении фаз токов КЗ по концам ЛЭП; комбинированные направленные и дифференциально-фазные ВЧЗ, сочетающие оба упомянутые выше принципа. В связи с указанными особенностями перечисленные РЗ состоят из двух частей – релейной и высокочастотной.

Направленная ВЧЗ реагирует на направление (знак) мощности КЗ по концам защищаемой ЛЭП. Как видно из рис. 13.1, а, при КЗ на защищаемой ЛЭП (в точке К1) мощности КЗ на обоих

концах поврежденного участка АВ имеют одинаковое направление от шин в ЛЭП.

В случае же внешнего КЗ (точка К2) направления мощности по концам защищаемой ЛЭП различны. На ближайшем к месту повреждения конце (В) ЛЭП мощность КЗ S_В отрицательна (направлена к шинам), а на удаленном (конец А) – положительна (направлена от шин в ЛЭП).

Из этого следует, что, сравнивая направления мощности по концам защищаемой ЛЭП, можно определить, где возникло повреждение: на данной ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение осуществляется при помощи органов направления мощности KW (рис. 13.1, б), которые устанавливаются на обоих концах ЛЭП и включаются таким образом, чтобы при КЗ на защищаемой ЛЭП они разрешали действие ВЧЗ на отключение.

Тогда при КЗ в точке К (рис. 13.1, б) на обоих концах линии подействуют KW3 и KW4, установленные на поврежденной ЛЭП ВС. На неповрежденной же ЛЭП АВ OHM KW1 сработает, разрешая действие на отключение, однако на приемном конце В ЛЭП АВ под влиянием мощности КЗ, направленной к шинам, OHM KW2 разомкнет контакты, чем запретит действие на отключение РЗ 2, и одновременно блокирует действие РЗ 2 посылкой ВЧ-сигнала по проводам этой же ЛЭП. Блокирующий сигнал посылается специальными генераторами ВЧ (ГВЧ) (рис. 13.2), управляемыми OHM, реагирующими на отрицательный знак мощности, и принимается специальными приемниками токов ВЧ ПВЧ, настроенными на ту же частоту, что и генераторы. Приняв ВЧ-сигнал, приемники ВЧ подают ток в обмотку блокирующего реле КБ, которое размыкает цепь отключения РЗ.

4. Дифференциальная защита линий электропередач напряжением 110 кВ и выше.

Принцип действия защиты основан на сравнении фаз токов промышленной частоты по концам защищаемой линии, что осуществляется при помощи ВЧ канала. Для того чтобы, используя только один ВЧ канал, обеспечить защиту трех фаз ЛЭП, применяются комбинированные фильтры, преобразующие трехфазную систему токов в однофазную. Применение этих фильтров позволяет не сравнивать между собой фазы всех линейных токов и, таким образом, упростить выполнение дифференциально-фазной защиты. В защитах типа ДФЗ-201 используются комбинированные фильтры токов прямой и обратной последовательностей h+kh. Дифференциально-фазная защита не реагирует на нагрузку и качания и правильно работает в неполнофазных режимах — нагрузочном и при внешних КЗ.

Пусковой орган при всех видах повреждения на линии пускает ВЧ передатчик Орган сравнения фаз токов определяет, где находится повреждение: на защищаемой линии или вне ее.

При КЗ вне защищаемой ЛЭП ВЧ импульсы сдвинуты по фазе на полупериод промышленного тока и передатчики обоих концов ЛЭП работают неодновременно В результате на входы приемников поступает сплошной ВЧ сиг нал, на выходах обоих приемников ток отсутствует, и защита блокируется (рис 2, а)

При повреждении на линии передатчики работают одновременно и генерируемые ими импульсы примерно совпадают по фазе Высокочастотный ток, поступающий в приемники, будет иметь прерывистый характер с интервалами, равными полупериоду. В выходной цепи приемника появляются импульсы тока, имеющие прямоугольную форму. В обмотке реле появляется ток, реле срабатывает и вызывает действие защиты (рис 2, б)

Узнать еще:

Блок-схема

»Примечания к электронике

Подробная информация об общей блок-схеме супергетеродинного радиоприемника: основные схемные блоки, функции, общая работа и рекомендации по проектированию электронных схем.

Учебное пособие по радио Superhet Включает:
Радио Superhet Теория суперхетов Ответ изображения Блок-схема / приемник в целом Эволюция дизайна Суперхет с двойным и множественным преобразованием Характеристики
См. Также: Типы радио

Радиоприемник superhet используется во многих формах приема радиовещания, двусторонней радиосвязи и т.п.

Полезно иметь представление о различных блоках сигналов, их функциях и общем потоке сигналов не только для проектирования ВЧ-схемы, но и с точки зрения эксплуатации. Можно получить максимальную производительность, понимая его внутреннюю радиочастотную конструкцию и функции различных схемных блоков.

Приемник состоит из нескольких различных схемных блоков, каждый из которых выполняет свою функцию.

Профессиональный супергетеродинный приемник
Изображение предоставлено Icom UK

Хотя приведенная ниже блок-схема супергетеродинного приемника является основным форматом, она служит для иллюстрации работы и проблем, связанных с проектированием электронных схем.Часто встречаются более сложные приемники с более сложными блок-схемами, поскольку эти радиостанции могут предложить лучшую производительность и больше возможностей.

Независимо от того, используются ли они для вещания, мониторинга или двусторонней радиосвязи, используются те же принципы, хотя для более сложных операций приемники имеют тенденцию быть более сложными.

Краткое описание радио Superhet и принципов его работы — включает функции различных схемных блоков

Блоки схем супергетеродинного приемника

В ВЧ конструкции базового супергетеродинного приемника есть несколько ключевых схемных блоков.Хотя могут быть изготовлены более сложные приемники, широко используется базовая конструкция радиочастотной схемы — дополнительные блоки могут повысить производительность или дополнительную функциональность, и их работу в рамках всего приемника обычно легко определить после понимания базовой блок-схемы.

Часто для повышения производительности включаются дополнительные преобразования частоты для улучшения разделения между полезным сигналом и откликом изображения. Тем не менее, используются одни и те же базовые принципы и часто используются одни и те же типы схемных блоков, хотя общая топология отличается.

Обычно недорогие радиоприемники и другие виды радиоприемников обычно имеют гораздо более простые блок-схемы, а радиостанции с более высокими характеристиками, используемые для профессиональной радиосвязи и мониторинга, имеют более сложные структурные схемы.

Ниже приведены основные типы схемных блоков, используемых при проектировании ВЧ-схем для супервыводных приемников.

Настройка и усиление RF: Этот каскад RF в общей блок-схеме приемника обеспечивает начальную настройку для удаления сигнала изображения.Это также дает некоторое усиление. В конструкции ВЧ-схемы для этого блока используется множество различных подходов в зависимости от его применения.
Конструкция электронной схемы представляет некоторые проблемы. Недорогие радиовещательные радиостанции могут иметь схему смесителя-усилителя, которая дает некоторое усиление РЧ. Радиостанции ВЧ могут не захотеть слишком большого усиления РЧ, потому что некоторые из принимаемых очень сильных сигналов могут перегрузить более поздние стадии. ВЧ дизайн может включать некоторое усиление, а также ослабление ВЧ для решения этой проблемы.Радиостанции для УКВ и выше будут стремиться использовать большее усиление, чтобы иметь достаточно низкий коэффициент шума для приема сигнала. Шум представляет собой особую проблему для систем радиосвязи в диапазонах УКВ / УВЧ.
Если для приемника важны шумовые характеристики, то этот каскад будет разработан для обеспечения оптимальных шумовых характеристик. Этот блок схемы РЧ-усилителя также увеличивает уровень сигнала, так что шум, вносимый более поздними каскадами, находится на более низком уровне по сравнению с полезным сигналом.
Всем радиостанциям потребуется достаточно высокий уровень подавления изображения, и это обеспечивается настройкой RF.Высокие частоты ПЧ позволяют повысить эффективность настройки РЧ, поскольку разница между полезным сигналом и изображением увеличивается.
Гетеродин: Как и другие области проектирования радиочастотных схем, блок схемы гетеродина в супергетической радиостанции может принимать различные формы.
Ранние приемники использовали автономные гетеродины. Для этих генераторов в высокопроизводительных сверхмощных радиостанциях использовался значительный опыт проектирования радиочастотных схем, чтобы обеспечить минимально возможное отклонение.Катушки с высокой добротностью, схемы с низким дрейфом, управление нагревом (поскольку тепло вызывает дрейф) и т. Д. .
Сегодня в большинстве приемников используется один или несколько синтезаторов частот различных форм. Наиболее распространенным подходом к проектированию радиочастотных схем является использование схемы фазовой автоподстройки частоты. Одноконтактные и многопетлевые синтезаторы используются в зависимости от требований, производительности, стоимости и т.п. Также все чаще используются прямые цифровые синтезаторы.
Какая бы форма синтезатора ни использовалась в конструкции ВЧ, они обеспечивают гораздо более высокий уровень стабильности и позволяют программировать частоты в цифровом виде различными способами, обычно с использованием микроконтроллера или микропроцессорной системы той или иной формы.Они более сложные, чем старые генераторы переменной частоты, требуют гораздо больше электронных компонентов, но обеспечивают гораздо более высокий уровень производительности.

Примечание по синтезаторам частот:

RF позволяют формировать стабильные сигналы и управлять ими с помощью программируемого входа. Существует несколько различных типов синтезаторов: одни основаны на методах фазовой автоподстройки частоты, а другие используют цифровую технологию для непосредственного создания сигнала.Часто готовые синтезаторы могут включать в себя один или несколько типов технологии

Подробнее о Синтезаторы частот.

Смеситель: Смеситель может быть одним из ключевых элементов в общей радиочастотной конструкции приемника. Особенно важно убедиться, что характеристики микшера соответствуют характеристикам остальной радиостанции.
И гетеродин, и входящий сигнал поступают в этот блок в супергетеродинном приемнике.Полезный сигнал преобразуется в промежуточную частоту.
Фактическая реализация требует, чтобы генерировалось минимальное количество паразитных сигналов. В некоторых очень недорогих радиовещательных приемниках могут использоваться автоколебательные смесители, которые обеспечивают усиление РЧ от одного транзистора и нескольких других электронных компонентов, которые не обеспечивают высокой производительности. Для высокопроизводительной радиостанции, используемой для двусторонней радиосвязи и т.п., требуется гораздо лучшая производительность.Для достижения этой цели схемы смесителей, такие как сбалансированные смесители, двойные балансные смесители и т.п., могут быть замечены в общей конструкции электронных схем.
Усилитель и фильтр ПЧ: Этот супергетеродинный блок приемника обеспечивает большую часть усиления и селективности. Часто сравнительно небольшое усиление будет обеспечено в предыдущих блоках схемы радиосвязи радиоприемника. Стадии ПЧ — это то место, где обеспечивается основное усиление.При фиксированной частоте намного легче достичь высокого уровня усиления и общей производительности.
Первоначально каскад ПЧ мог включать в себя ряд различных транзисторов, полевых транзисторов или термоэмиссионных ламп / вакуумных ламп и других электронных компонентов, но в настоящее время можно получить интегральные схемы, которые содержат полную полосу ПЧ.
Этот блок радиосвязи также обеспечивает избирательность по соседнему каналу. Могут использоваться высокоэффективные фильтры, такие как кристаллические фильтры, хотя в домашних радиоприемниках можно использовать LC или керамические фильтры.Тип фильтра будет зависеть от конструкции радиочастотного радио и его применения.
Также в супергетике с множественным преобразованием IF может быть на нескольких разных частотах, обычно более ранние стадии находятся на более высоких частотах, чтобы обеспечить более высокие уровни отклонения изображения, а более поздние — на более низких частотах, чтобы обеспечить усиление и избирательность по соседнему каналу.
Демодулятор: На блок-схеме супергетеродинного приемника показан только один демодулятор, но на самом деле многие радиочастотные конструкции могут иметь один или несколько демодуляторов в зависимости от типа принимаемых сигналов.Радиостанции, используемые для профессиональных приложений радиосвязи и мониторинга, могут нуждаться в возможности демодуляции различных схем модуляции и форм сигналов, а для этого может потребоваться ряд различных демодуляторов, которые можно включать в зависимости от обстоятельств.
Даже многие радиостанции вещания будут иметь AM и FM, но профессиональные радиостанции, используемые для мониторинга и двусторонней радиосвязи, в некоторых случаях могут потребовать большего разнообразия. Наличие разнообразных демодуляторов позволит принимать множество различных режимов сигнала и увеличить возможности радио.
Автоматическая регулировка усиления, AGC: Автоматическая регулировка усиления включена в большинство блок-схем супергетических радиостанций. Функция этого схемного блока состоит в том, чтобы уменьшить усиление для сильных сигналов, чтобы поддерживать уровень звука для чувствительных к амплитуде форм модуляции, а также для предотвращения перегрузки.
Хотя основная концепция одинакова для всех конструкций радиочастотных схем, существуют некоторые вариации в реализации и требуемой конструкции электронной схемы.Некоторые из ключевых изменений — постоянная времени системы AGC. Для AM и т.п. приемлема относительно медленная постоянная времени. Для SSB требуется более короткая постоянная времени, чтобы следовать огибающей сигнала SSB.
Существуют также различия в способе получения напряжения АРУ и в том, где оно применяется. Часто он применяется сначала к блокам схемы IF, а затем к блоку схемы RF. Таким образом сохраняется наилучшее соотношение сигнал / шум. Обычно AGC относительно легко реализовать, имея относительно небольшое количество электронных компонентов.
Аудиоусилитель: После демодуляции восстановленное аудио подается на блок аудиоусилителя для усиления до необходимого уровня для громкоговорителей или наушников. В качестве альтернативы восстановленная модуляция может использоваться для других приложений, после чего она обрабатывается требуемым образом конкретным блоком схемы.
Во многих отношениях этот блок схемы в супергетеродинном радио является наиболее простым.Для многих приложений усилитель звука будет включать в себя простую конструкцию электронной схемы, особенно если звук применяется к простым наушникам или громкоговорителю. Для приложений двусторонней радиосвязи может потребоваться ограничить полосу пропускания звукового сигнала до «телекоммуникационной» полосы частот примерно от 300 Гц до 3,3 кГц. Также можно использовать звуковые фильтры.
Для приложений, требующих более высокого качества вывода, при проектировании электронной схемы может потребоваться больше внимания, чтобы добиться высокой точности воспроизведения.
Какая бы ни была радиостанция, требования к этому блоку схемы могут быть разными.

Описание блок-схемы супергетеродинного приемника

Сигналы поступают в приемник от антенны и подаются на РЧ-усилитель, где они настраиваются для удаления сигнала изображения, а также для снижения общего уровня нежелательных сигналов на других частотах, которые не требуются.

Блок-схема базового супергетеродинного приемника

Затем сигналы подаются на смеситель вместе с гетеродином, где полезный сигнал преобразуется с понижением частоты до промежуточной частоты.Здесь применяются значительные уровни усиления и сигналы фильтруются. Эта фильтрация отбирает сигналы на одном канале по сравнению с сигналами на следующем. Он намного больше, чем тот, что используется в передней части.

Преимущество фильтра ПЧ перед фильтрацией RF состоит в том, что фильтр может быть рассчитан на фиксированную частоту. Это позволяет улучшить настройку. Переменные фильтры никогда не могут обеспечить такой же уровень избирательности, который может быть обеспечен фильтрами с фиксированной частотой.

После фильтрации следующим блоком в супергетеродинном приемнике является демодулятор.Это может быть амплитудная модуляция, одинарная боковая полоса, частотная модуляция или любая форма модуляции. Также возможно переключение различных демодуляторов в соответствии с принимаемым режимом.

Последний элемент на блок-схеме супергетеродинного приемника показан как усилитель звука, хотя это может быть блок схемы любой формы, который используется для обработки или усиления демодулированного сигнала.

Обзор блок-схемы

На схеме выше показана очень простая версия супергетеродинного приемника.Многие наборы в наши дни намного сложнее. Некоторые радиостанции Superhet имеют более одного преобразования частоты, а в других областях используются дополнительные схемы для обеспечения требуемых уровней производительности.

Однако основная концепция супергетеродина остается той же, используя идею смешивания входящего сигнала с локально генерируемым колебанием для преобразования сигналов на новую частоту.

Другие важные темы по радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио.. .

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

КВ радиостанция

становится недорогой альтернативой спутниковой

Когда-то вытесненный спутниковой связью, этот тип радио все еще актуален для загоризонтной связи.

До того, как в 1960-х годах были запущены первые спутники связи, высокочастотное (ВЧ) радио было основным средством связи за пределами горизонта. Спутниковые каналы оказались более надежными, и со временем ВЧ были отнесены к функциям резервного копирования и аварийного восстановления, а основным пользователем стали военные.Однако мы наблюдаем возрождение ВЧ-радио, отчасти потому, что новые протоколы автоматического установления соединения (ALE) теперь делают ВЧ надежной и недорогой альтернативой спутнику.

В число пользователей HF сегодня входят военные, радиолюбители, авиация, коммунальные предприятия, нефтегазовая промышленность, радиовещательные станции AM коротковолнового диапазона и Государственный департамент. Агентства общественной безопасности в Северной Америке могут столкнуться с ВЧ-радиостанциями при операциях по ликвидации последствий бедствий, часто в партнерстве с добровольными радиолюбителями.

Физика распространения КВ радиоволн. Вообще говоря, распространение радиоволн делится на три категории: земная волна, прямая волна и небесная волна. (См. Рис. 1.) Сухопутная подвижная радиосвязь работает почти исключительно с частотами выше 150 МГц, где прямая волна является единственным допустимым способом распространения. ВЧ разные. Строго говоря, КВ радио охватывает диапазон от 3 до 30 МГц. На этих частотах вертикально поляризованные волны распространяются на большие расстояния по суше и даже на большие расстояния по морской воде.Но реальным преимуществом HF является распространение небесных волн, когда одна линия связи может охватывать расстояние до 3000 км (немногим менее 1900 миль).

Небесная волна распространяется, когда радиоволна преломляется (изгибается) в самом верхнем слое атмосферы, называемом ионосферой. На высотах от 50 до 400 км (примерно от 31 до 249 миль) ультрафиолетовый свет солнца ионизирует молекулы воздуха, создавая слой свободных электронов, который резко отклоняет падающие радиоволны от 3 до 30 МГц обратно на поверхность земли.Полоса HF является ключевой для распространения ионосферной волны, потому что более низкие частоты имеют тенденцию поглощаться ионосферой, а более высокие частоты имеют тенденцию пробиваться сквозь ионосферу в космическое пространство. Явление небесной волны было обнаружено в 1920-х годах и с тех пор используется радиолюбителями.

Ионосфера состоит из четырех слоев:

Слой D занимает область от 50 до 90 км (примерно от 31 до 56 миль) над землей и существует только в светлое время суток. Слой D полностью поглощает средние частоты (т.е.g., диапазон AM-вещания) и ослабляет высокие частоты за счет частичного поглощения. Уровень D — это причина, по которой можно принимать удаленные AM-радиостанции только ночью, и почему большинство AM-радиостанций имеют разные уровни мощности в дневное и ночное время (для минимизации межканальных помех).

Слой E существует на высоте примерно 110 км и отвечает за распространение большей части дневных ВЧ-волн на расстояниях менее 1500 км.

Между 175 и 250 км (приблизительно от 109 до 155 миль) мы находим слой F1 , который существует только в течение дня.Иногда он используется для распространения ионосферных волн в дневное время, но передачи, проникающие через слой E, часто также проникают и через слой F1 (с дополнительным поглощением).

Слой F2 , расположенный на расстоянии от 250 до 400 км (примерно от 155 до 249 миль), является основным ионосферным слоем для высокочастотной радиосвязи на большие расстояния. Он существует днем и ночью, но есть значительные колебания высоты и электронной плотности в зависимости от дня, сезона и цикла солнечных пятен.

Распространение небесной волны — это явление преломления, но если нас интересует только конечный результат, мы можем смоделировать его как отражение от воображаемого отражающего слоя, который несколько выше, чем реальный физический уровень.Эта модель отражения упрощает геометрию.

В зависимости от плотности электронов в каждом слое существует критическая наивысшая частота fc, при которой слой отражает падающую вертикально волну. Частоты выше fc проходят через слой при вертикальном падении. При наклонном падении, которое представляет больший интерес для связи, максимальная полезная частота (МПЧ) определяется уравнением 1.

Поглощение меньше всего на частотах, близких к МПЧ, поэтому наиболее желательны частоты чуть ниже МПЧ.Частотное планирование — сложный процесс, который включает в себя различные оптимальные частоты в зависимости от длины пути, времени суток, сезона и цикла солнечных пятен. Проблема усложняется тем фактом, что оптимальная частота быстро меняется при смене дня и ночи, и для длинных линий связи восток-запад оба конца видят закат и восход солнца с разницей в несколько часов. Часто бывает, что оптимальная частота просто недоступна, потому что она используется кем-то другим. ВЧ почти всегда работает с неоптимальными параметрами.

Планирование ссылок. Типичный бюджет линии для наземной подвижной радиосвязи включает суммирование всех выигрышей и потерь системы, включая эквивалентную изотропную излучаемую мощность (EIRP), чувствительность приемника, потери в свободном пространстве, потери из-за дифракции на местности и потери из-за препятствий. При распространении ионосферной ВЧ-волны потери на дифракцию и помехи обычно незначительны, но теперь необходимо учитывать ионосферное поглощение, а фоновый шум является значительным ухудшением. В диапазоне ОВЧ и выше чувствительность приемника обычно определяется тепловым шумом в приемнике (несмотря на искусственный шум на некоторых участках).Напротив, на ВЧ имеется значительный галактический шум и атмосферный шум (в основном от молний), который затмевает тепловой шум в приемнике. Эти источники шума трудно точно предсказать, но графики, опубликованные Международным союзом электросвязи (ITU), очень полезны для планирования каналов.

ВЧ линии связи ионосфер часто являются двухточечными, но они могут быть всенаправленными, если используется такая антенна. Поскольку геометрия является геометрией одиночного отражения, всегда будет «бублик» без покрытия, называемый областью пропуска, где радиоволны не возвращаются обратно на Землю.Если желательно использовать ВЧ для коротких линий связи, необходимо использовать более низкие частоты. В частности, радиолюбители иногда работают с небесной волной почти вертикального падения (NVIS) с антеннами, которые фокусируют свой главный лепесток почти прямо вверх. NVIS полезен в горных регионах, где сигналы VHF и UHF заблокированы рельефом. Частоты NVIS слишком низкие для более длинных каналов, а комбинация диаграммы направленности антенны и низких частот ограничивает каналы NVIS на относительно короткие расстояния (до 150 км или 91 миль).

Типы антенн. В радиосвязи эффективными антеннами являются антенны, длина которых составляет значительную долю длины волны, и ВЧ не являются исключением. Чтобы оценить масштаб проблемы, примите во внимание, что на частоте 3 МГц полуволновой диполь имеет длину 50 метров (164 фута). Обычно антенны базовых станций большие и относительно эффективные, в то время как пользовательские антенны малы и неэффективны. В наземной мобильной радиосвязи антенны базовых станций обычно работают независимо от земли, но на ВЧ земля является важной частью конструкции антенны.Высота антенны и ее угол относительно земли определяют угол запуска радиоволны. Некоторые из наиболее распространенных антенн базовых станций описаны ниже. Штыревая антенна (вертикальный монопольный). Вертикальные монополи составляют примерно 50 Ом на четверти длины волны, и для работы на нескольких частотах требуется антенный тюнер.

Горизонтальный диполь λ / 2. Горизонтальный диполь над землей фокусирует большую часть своей энергии вертикально и поэтому является хорошей антенной NVIS. Из-за земли горизонтальный диполь излучает во всех направлениях, но поляризация преимущественно вертикальная от концов и преимущественно горизонтальная поперечная.

Клиновидный перевернутый. Перевернутая V-образная форма — это диполь, поддерживаемый в центре, каждый конец которого прикреплен к земле (через изоляторы). Картина очень похожа на горизонтальный диполь, но с более сильным вертикально поляризованным компонентом.

Антенны с длинным проводом. Длиннопроводные антенны имеют несколько длин волн и создают малые углы запуска для линий дальней связи. Большинство длиннопроводных антенн имеют высокий импеданс, а некоторые требуют оконечной нагрузки с резистором на 600 Ом.Двойные главные лепестки длинных проводов часто отклоняются от центра на 10 градусов, поэтому эти антенны специально ориентированы на 10 градусов по азимуту. Некоторые популярные антенны с длинным проводом — это наклонный длинный провод, приподнятый горизонтальный длинный провод, вертикальный полуромбический, полный ромбический (горизонтальный) и наклонный V-образный.

Яги горизонтальный. Антенны Yagi знакомы сообществу наземной и мобильной радиосвязи. ВЧ-яги работают по тем же принципам, но они намного больше и чувствительны к высоте над землей.Яги подходят для двухточечных соединений и часто устанавливаются на вращающихся мачтах.

Горизонтальный журнал периодический. Логопериодическая антенна — это широкополосная антенна, обеспечивающая широкую полосу пропускания за счет использования нескольких излучающих элементов разной длины. Горизонтальная логопериодическая антенна спроектирована для работы во всем КВ диапазоне без необходимости подключения или настройки. Эта антенна большая, тяжелая и очень направленная.

Автоматическое установление связи (ALE). Автоматическое установление линии связи — это относительно новый метод автоматизации когда-то утомительного и подверженного ошибкам процесса установления ВЧ линии связи ионосферной волны. ALE позволяет радиостанции закрыть связь между собой и другой станцией или сетью станций. ALE обеспечивает автоматический, надежный и быстрый метод вызова и соединения при изменении условий распространения в ВЧ ионосфере, помех при приеме и использования совместно используемого спектра перегруженных ВЧ каналов. ALE стандартизирован в Mil-Std 188-141B.

Таким образом, если вам нужна быстрая и недорогая дальняя радиосвязь, ВЧ-радио должно быть в верхней части списка.

Джей Джейкобсмайер — президент Pericle Communications Co., консалтинговой инженерной фирмы, расположенной в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо. Он имеет степени бакалавра и магистра электротехники в Технологическом университете Вирджинии и Корнельском университете, соответственно, и имеет более чем 25-летний опыт работы в качестве инженер радиочастоты.

Блокировка для IHC | Abcam

Блокирование белка для IHC

Блокирование сывороткой или реагентом, блокирующим белок, предотвращает неспецифическое связывание антител с тканью или с рецепторами Fc.Теоретически любой белок, который не связывается с антигеном-мишенью, можно использовать для блокирования. На практике некоторые белки легче связываются с неспецифическими сайтами.

Сыворотка является обычным блокирующим агентом, поскольку она содержит антитела, которые связываются с неспецифическими сайтами. Рекомендуется использовать сыворотку, соответствующую виду вторичного антитела. При выполнении множественных окрашиваний с использованием вторичных антител от разных видов может оказаться необходимым использовать блокирующие сыворотки от видов обоих вторичных антител.

Посмотрите нашу нормальную козью сыворотку, нормальную ослиную сыворотку или полный список сывороток для блокирования при ИГХ.

Белки, такие как BSA или казеин, также могут быть использованы для блокирования неспецифического связывания антител, и с ними нет необходимости подбирать реагент для вида вторичного антитела.

Специализированные блокирующие буферы также часто используются для блокирования неспецифического связывания антител. Их часто формулируют для оптимизации производительности и / или срока годности.

Просмотр буферов, блокирующих белок.

Блокирование при использовании мышиных антител на тканях мыши

При окрашивании тканей мыши первичными антителами мыши часто наблюдается высокий фон, так как вторичное антитело против мыши связывается с эндогенными рецепторами IgG и Fc мыши. Это фоновое связывание можно уменьшить с помощью фрагментов F (ab), как описано в этом протоколе. Часто важно тщательно сопоставить блокирующий фрагмент и используемое вторичное антитело.

View набор для блокирования и обнаружения мышиных антител, используемых в мышиной ткани.

Блокировка биотина

Если используется система обнаружения на основе биотина, рекомендуется блокировать эндогенный биотин. Биотин присутствует во многих тканях, особенно в почках, печени и головном мозге. Он блокируется предварительной инкубацией ткани с авидином с последующей инкубацией с биотином для блокирования дополнительных сайтов связывания биотина на молекуле авидина.

Просмотр реагента, блокирующего биотин. В качестве альтернативы, при использовании системы обнаружения на основе полимера нет необходимости в блокировании биотина.

Блокирование эндогенных ферментов

В методах хромогенного обнаружения обычно используется фермент, прямо или косвенно связанный с вторичным антителом, для визуализации локализации антитела. Если фермент естественным образом присутствует в исследуемой ткани, его активность необходимо заблокировать до этапа обнаружения.

Блокирование пероксидазы

При использовании HRP для обнаружения может возникнуть неспецифическое или сильное фоновое окрашивание из-за активности эндогенной пероксидазы. Такие ткани, как почки, печень и ткани, содержащие эритроциты (например, ткань сосудов), содержат эндогенные пероксидазы.Для проверки активности эндогенной пероксидазы ткани можно инкубировать с субстратом DAB перед инкубацией первичных антител. Если ткани становятся коричневыми, значит, присутствует эндогенная пероксидаза, и требуется этап блокирования. Обычно достаточно 10-15 минутной инкубации в 0,3% перекиси водорода.

Посмотреть реагент, блокирующий перекись водорода, и набор субстратов DAB.

Блокирование щелочной фосфатазы

Эндогенная щелочная фосфатаза (ЩФ) может давать высокий фон при использовании ЩФ для обнаружения.Его можно найти в почках, кишечнике, остеобластах, лимфоидной ткани и плаценте. Активность АП выше в замороженной ткани. Ткань можно проверить на наличие эндогенного AP путем инкубации с BCIP / NBT; если наблюдается синий цвет, это означает наличие эндогенного АП и необходима блокировка. Левамизол используется для блокирования и добавляется с хромогенным субстратом. Кишечный AP блокируется слабой кислотой (например, 1% уксусной кислотой) перед добавлением первичного антитела.

Снижение аутофлуоресценции в IHC

При использовании флуоресцентной метки для обнаружения существует вероятность того, что ткань может быть аутофлуоресцентной, что приведет к высокому фону.Фиксация ткани может вызывать аутофлуоресценцию, особенно при использовании фиксаторов альдегидов (например, формалина), которые реагируют с аминами с образованием флуоресцентных продуктов.

Автофлуоресценция также может быть вызвана присутствием флуоресцентных соединений, таких как флавины и порфирины. Эти соединения могут быть извлечены из ткани с помощью растворителей, используемых для создания фиксированных обезвоженных срезов. Однако они сохраняются в замороженных срезах, обработанных с использованием водных реагентов.

Для уменьшения аутофлуоресценции используйте неальдегидные фиксаторы, такие как раствор Карнуа, или блокируйте альдегиды обработкой боргидридом натрия или глицином / лизином.В качестве альтернативы попробуйте использовать замороженные срезы ткани или обработать ткань гасящими красителями, такими как понтамин небесно-голубой, суданский черный, трипановый синий или блок FITC,

. Если эндогенная аутофлуоресценция не может быть заблокирована, предпочтительнее хромогенная система обнаружения.

View FITC Protein Blocking Agent, используемый для уменьшения аутофлуоресценции.

>> Следующая страница: иммуноокрашивание

<< Предыдущая страница: пермеабилизация

Скачать полное руководство IHC

Изучение СЧ / КВ радиостанций.Их роль в ГМССБ, основные требования к установке и обследованию. Блог радиообзора ГМССБ

Радиостанция

MF / HF — высокотехнологичное оборудование, предназначенное для приема и передачи сообщений между судами в средне- и высокочастотном диапазоне. Обычно он состоит из приемопередатчика, блока управления и антенны.

Для любого судна, пересекающего океаны и моря, а также для тех, кто работает в открытом море, СЧ / ВЧ-радио является незаменимой частью оборудования, оно обеспечивает дальнюю радиосвязь.Радиосвязь MF / HF является важной частью ГМССБ, поэтому большинство судов обязаны ее устанавливать в соответствии с международными правилами безопасности.

MF / HF на борту корабля обеспечивает радиотелефонную связь, узкополосную прямую печать и DSC на большие расстояния. Радиоустановку MF / HF с DSC следует устанавливать с терминалом TELEX. Система подлежит обязательному ежегодному обследованию ГМССБ.

Цифровой избирательный вызов (DSC)

IMO назначила цифровой избирательный вызов (DSC) на морских радиостанциях MF, HF и VHF как часть системы GMDSS.ЦИВ является обязательным оборудованием как для береговых станций, входящих в систему ГМССБ, так и для судов, совершающих рейсы в любых районах плавания. В первую очередь ЦИВ предназначена для организации радиотелефонной связи судно-судно, судно-берег и берег-судно, а также радиотелефонных вызовов в диапазоне СЧ / ВЧ. Вызовы DSC также могут выполняться на отдельные станции, группы станций или «все станции» в одном и том же радиодиапазоне. Каждая радиостанция DSC на судне раз и навсегда запрограммирована уникальным 9-значным идентификационным номером (идентификатор морской мобильной службы — код MMSI).Правильное программирование кода MMSI должно быть проверено во время исследования GMDSS.

Кроме того, IMO и ITU-R требуют, чтобы радиостанции MF / HF и VHF, оснащенные DSC, были подключены к приемнику спутниковой навигации (GPS) извне. Это соединение гарантирует, что точная информация о местоположении будет отправлена в координационный центр спасения, если передается сигнал бедствия.

FCC требует, чтобы все новые типы морских VHF и MF / HF радиотелефонов, принятые после июня 1999 года, имели хотя бы базовую возможность DSC.

СЧ / КВ радиовещание

Радиоволны в диапазоне СЧ распространяются через земные волны и отражаются от ионосферы (называемые небесными волнами). Земные волны повторяют форму Земли. На этих длинах волн они могут искривляться (дифрагировать) над холмами и расширяться за пределы видимого горизонта, хотя их могут блокировать горные цепи. Стандартные радиостанции MF работают в радиусе нескольких сотен миль от передатчика на больших расстояниях над водой и мокрой почвой.Радиовещательные станции СЧ используют земные волны для достижения своих зон прослушивания.

Телекоммуникационное оборудование

GMDSS не должно использоваться только в экстренных случаях. Международная морская организация разрешает использовать оборудование ГМССБ как для повседневной связи, так и для обеспечения безопасности.

Перечисленные ниже трансляции осуществляются на СЧ / ВЧ частотах. Предварительный вызов осуществляется на вызывных частотах, после чего трансляция осуществляется на рабочих частотах.

Прибрежные предупреждения и бюллетени
Прибрежные отчеты
Предупреждения об океане
Бюллетени и предупреждения о погоде в океане

Примечания:

* Бюллетени содержат информацию о погоде и прогноз.

* Отчеты информируют о погодной ситуации на выбранных прибрежных участках.

* Предупреждения включают навигационные, ионосферные и метеорологические предупреждения.

Технические характеристики, требуемые ITU-R для судовых станций MF / HF:

1. Оборудование ЦИВ должно соответствовать техническим характеристикам СЧ / ВЧ, указанным в рекомендации МСЭ-R M. 493. Это оборудование не обязательно должно обеспечивать все кодовые комбинации, например.грамм. это может быть упрощенное оборудование ЦИВ (без функций бедствия), но оно должно обеспечивать все необходимые форматы для автоматической / полуавтоматической передачи сигналов ЦИВ на СЧ / ВЧ.

2. Приемопередатчик СЧ / ВЧ должен быть способен работать на любом из рабочих каналов общественной корреспонденции СЧ / ВЧ и на любом вызывающем канале ЦИВ СЧ / ВЧ, перечисленном в Статье 60 (S52) РР, который может использоваться береговой станцией. (s) через которые требуется автоматическая работа. Он должен иметь возможность автоматического выбора канала под управлением оборудования ЦИВ и изменения частоты с канала ЦИВ на любую другую рабочую частоту в той же полосе в течение 5 с.

3. Оборудование должно быть способно работать в соответствии с эксплуатационными процедурами, описанными в Приложении 1 к МСЭ-R M 1082-1.

Подробная информация о требованиях к СЧ / КВ радиоустановкам для каждого Морского района

Всего 4 региона ГМССБ:

A1 — примерно в 20-30 милях от береговой станции. Эта зона обслуживается береговыми УКВ радиостанциями с DSC.

A2 — примерно 150 миль.Морская связь в диапазоне береговых радиостанций с DSC + A1.

A3 — примерно до 70 градусов северной и южной широты. Суда находятся в зоне действия систем ИНМАРСАТ + А1 и А2.

A4 — это оставшаяся область за пределами областей A1, A2 и A3.

Морской район A1

СЧ или КВ радиостанция просто рекомендуется установить на борту судна, совершающего рейсы исключительно в регионе А1 ГМССБ.А радиоприемник может быть заменен другим спасательным оборудованием.

Морские районы A1 и A2

Каждое судно, курсирующее в этих регионах, должно быть обеспечено:

СЧ радиоустановка, способная передавать и принимать в случае бедствия и безопасности на частотах 2187,5 кГц с использованием ЦИВ; и 2182 кГц с использованием радиотелефонной связи и системы ВЧ ЦИВ (может быть заменен АРБ или судовой земной станцией Инмарсат).

Кроме того, судно должно иметь возможность передавать и принимать общие радиосвязи с использованием радиотелефонии или прямой печатной телеграфии с помощью: ВЧ радиоустановки или судовой земной станции Инмарсат.Это требование может быть выполнено путем добавления этой возможности в вышеупомянутое оборудование MF.

Морские районы A1, A2 и A3

Для судов, следующих в районах A1, A2 и A3, существуют следующие требования, касающиеся перевозки оборудования MF / HF.

Вариант 1.

Судно должно быть оснащено:

Судовая земная станция Inmarsat-C и
СЧ радиоустановка, способная передавать и принимать в случае бедствия и безопасности на частотах: 2 187.5 кГц с использованием ЦИВ и 2182 кГц с использованием радиотелефонной связи
Вахтенный приемник ЦИВ, работающий на частоте 2187,5 кГц
Система HF DSC

Вариант 2.

В качестве альтернативы каждое судно должно быть снабжено:

СЧ / ВЧ радиоустановка, способная передавать и принимать в случае бедствия и безопасности на всех частотах бедствия и безопасности в полосах между 1605 и 4000 кГц и между 4000 и 27 500 кГц: с использованием ЦИВ, радиотелефония; и NBDP
СЧ / ВЧ приемник несения вахты ЦИВ, способный нести вахту ЦИВ на 2187.5 кГц, 8 414,5 кГц и по крайней мере на одной из частот ЦИВ для бедствия и безопасности 4 207,5 кГц, 6312 кГц, 12 577 кГц или 16 804,5 кГц; в любое время должна быть возможность выбрать любую из этих частот бедствия и безопасности ЦИВ

Морские районы A1, A2, A3 и A4

На каждом судне должны быть:

СЧ / ВЧ радиоустановка, способная передавать и принимать в случае бедствия и безопасности на всех частотах бедствия и безопасности в полосах от 1605 до 4000 кГц и от 4000 до 27 500 кГц: с использованием ЦИВ, радиотелефония; и УБПЧ;
СЧ / ВЧ приемник несения вахты ЦИВ, способный нести вахту ЦИВ на 2187.5 кГц, 8 414,5 кГц и по крайней мере на одной из частот ЦИВ для бедствия и безопасности 4 207,5 кГц, 6312 кГц, 12 577 кГц или 16 804,5 кГц; в любое время должна быть возможность выбрать любую из этих частот бедствия и безопасности ЦИВ.

Кроме того, суда должны иметь возможность передавать и принимать радиосвязь общего назначения с использованием радиотелефонной или прямой печатной телеграфии с помощью радиоустановки СЧ / ВЧ, работающей на рабочих частотах в полосах от 1605 до 4000 кГц и от 4000 до 27. 500 кГц.Это требование может быть выполнено путем добавления этой возможности в оборудование СЧ / ВЧ.

Подробную информацию об оборудовании ГМССБ, необходимом на борту судна в каждом морском районе, вы можете найти в статье Требования к перевозке оборудования ГМССБ на судах СОЛАС

ТРЕБОВАНИЯ К ИССЛЕДОВАНИЮ СЧ / ВЧ ОБОРУДОВАНИЯ

Радиостанция MF / HF — это необходимое оборудование на борту, используемое для передачи сигналов бедствия на большие расстояния. Таким образом, его следует регулярно тестировать, чтобы быть уверенным в его работоспособности.Бортовая радиостанция СЧ / КВ должна проверяться радиостанцией ежедневно, еженедельно, ежемесячно. Кроме того, обязательно проводить ежегодные испытания в рамках ежегодного исследования ГМССБ.

Судовые регистры предоставляют контрольные списки испытаний оборудования ГМССБ, которые должен использовать инспектор во время инспекции. И требования к испытаниям зависят от морских районов плавания судна.

Для судов, курсирующих в морских районах A1 + A2, требования к испытаниям включают:

— Проверить приемник / передатчик СЧ (радиотелефонная связь) следующим образом:

1.Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

2. Проверка настройки антенны.

3. Проверка частотного допуска, качества линии передачи и выходной мощности РЧ.

4. Проверьте работоспособность приемника, отслеживая известные станции.

5. Убедитесь, что блоки управления на мостике имеют первый приоритет для инициирования сигналов бедствия, если блоки управления расположены за пределами навигационного мостика.

6. Убедитесь, что оборудование способно передавать и принимать общие сообщения.

— Проверить контроллер MF DSC

1. Убедитесь, что запрограммирован правильный MMSI.

2. Проверьте правильность работы с помощью испытания с выбегом или с помощью испытательного оборудования.

3. Проверьте программу автономной самопроверки.

4. Убедитесь, что оборудование работает от основной, аварийной и резервной энергии.

— Проверить приемник часов MF DSC

1. Подтвердите, что контролируется только канал DSC, указанный в правиле IV / 9 * Конвенции СОЛАС.

* (непрерывные часы ЦИВ на частоте 2187,5 кГц)

2. Убедитесь, что при включении MF-радиопередатчика ведется постоянное наблюдение.

3. Проверьте правильность работы.

4. Проверить слышимость сигнала тревоги MF DSC.

5. Проверить работу оборудования от основного, аварийного и резервного источников энергии.

Для судов, следующих в морских районах A1 + A2 + A3, если судно оборудовано станцией ИНМАРСАТ и СЧ приемником / передатчиком

— Проверка приемника / передатчика СЧ (радиотелефонная связь), как показано ниже:

1.Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

2. Проверьте настройку антенны.

3. Проверьте допуск по частоте, качество линии передачи и выходную мощность РЧ.

4. Проверьте работоспособность приемника, отслеживая известные станции.

5. Убедитесь, что блоки управления на мостике имеют первый приоритет для инициирования сигналов бедствия, если блоки управления предусмотрены за пределами ходового мостика.

6. Убедитесь, что оборудование способно передавать и принимать общие сообщения.

— Проверить контроллер MF DSC

1. Запрограммировано соответствие правильного MMSI.

2. Проверьте правильность работы с помощью теста с береговой станцией или с помощью тестового оборудования.

3. Проверьте программу автономной самопроверки.

4. Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

— Часовой приемник MF DSC

1. Подтвердите, что в правиле IV / 10 Конвенции СОЛАС указан только канал ЦИВ.1.3 * находится под наблюдением.

* (непрерывные часы ЦИВ на частоте 2187,5 кГц)

2. Убедитесь, что при включении MF-радиопередатчика ведется постоянное наблюдение.

3. Проверьте правильность работы.

4. Проверьте, слышен ли сигнал тревоги MF DSC.

5. Проверить работу оборудования от основного, аварийного и резервного источников энергии.

Для судов, следующих в морских районах A1 + A2 + A3, если судно оборудовано станцией MF / HF

— Проверить приемник / передатчик СЧ / КВ (радиотелефонная связь)

1.Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

2. Проверьте настройку антенны во всех соответствующих диапазонах.

3. Проверьте допуск по частоте на всех соответствующих диапазонах, качество линии передачи и выходную мощность РЧ.

4. Проверьте работу приемника, отслеживая известные станции на всех соответствующих диапазонах.

5. Убедитесь, что блоки управления на мостике имеют первый приоритет для подачи сигналов бедствия, если блоки управления расположены за пределами навигационного мостика.

6. Убедитесь, что оборудование способно передавать и принимать общие сообщения.

— MF / HF DSC контроллер

1. Запрограммировано соответствие правильного MMSI.

2. Проверьте правильность работы с помощью тестовой станции или тестового оборудования.

3. Проверьте программу автономной самопроверки.

4. Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

— MF / HF прямопечатная телеграфия

1.Убедитесь, что запрограммирован правильный номер избирательного вызова.

2. Проверьте правильность работы с помощью береговой станции или испытательного оборудования.

3. Проверить работу оборудования от основного, аварийного и резервного источников энергии.

— Часовой приемник MF / HF DSC

1. Подтвердите, что отслеживаются только каналы DSC, указанные в правиле IV / 10.2.2 * Конвенции СОЛАС.

* (на частоте 2187,5 кГц)

2.Убедитесь, что при нажатии на СЧ-радиопередатчик ведется постоянное наблюдение.

3. Проверьте правильность работы.

4. Проверить слышимость сигнала тревоги MF / HF DSC.

5. Проверить работу оборудования от основного, аварийного и резервного источников энергии.

Для судов, работающих в Морских районах A1 + A2 + A3 + A4

— СЧ / КВ приемник / передатчик (радиотелефонная связь)

1.Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

2. Проверьте настройку антенны во всех соответствующих диапазонах.

4. Проверьте работу приемника, отслеживая известные станции на всех соответствующих диапазонах.

6. Убедитесь, что оборудование способно передавать и принимать общие сообщения.

— MF / HF DSC контроллер

1. Запрограммировано соответствие правильного MMSI.

2. Проверьте правильность работы с помощью теста с береговой станцией или с помощью испытательного оборудования.

3. Убедитесь, что программа автономного самотестирования.

4. Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

— MF / HF прямопечатная телеграфия

1.Убедитесь, что запрограммирован правильный номер избирательного вызова.

2. Проверьте правильность работы с помощью береговой станции или испытательного оборудования.

3. Убедитесь, что оборудование работает от основного, аварийного и резервного источников энергии.

— Часовой приемник MF / HF DSC

1. Подтвердите, что отслеживаются только каналы DSC, указанные в правиле IV / 10.2.2 * Конвенции СОЛАС.

* (на частоте 2187,5 кГц)

2.Убедитесь, что при нажатии на СЧ-радиопередатчик ведется постоянное наблюдение.

3. Проверьте правильность работы.

4. Проверить слышимость сигнала тревоги MF / HF DSC.

5. Проверить работу оборудования от основного, аварийного и резервного источников энергии.

Кроме того, сюрвейер должен проверить наличие дублирующего оборудования для СЧ приемника / передатчика (ЦИВ и радиотелефонная связь) и СЧ / ВЧ приемника / передатчика (ЦИВ, радиотелефония и прямопечатная телеграфия).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СЧ / КВ радиостанции являются важным оборудованием системы ГМССБ и мостовой аппаратуры. Эти снасти предназначены для обеспечения связи на море по всему миру и могут помочь защитить жизни моряков и путешественников. Если бы Титаник был оснащен подобным устройством, возможно, люди были бы спасены.

Как часть системы ГМССБ, СЧ / КВ радиостанция выполняет собственную задачу по защите жизни и, вероятно, может стать единственной надеждой в опасной ситуации.Таким образом, жизненно важно иметь такое оборудование на плате, а также поддерживать эти устройства в идеальном состоянии. Точные и систематические испытания на СЧ / ВЧ помогают добиться этого. Если тест не прошел, следует найти и устранить причину. В противном случае станцию необходимо заменить.

— обзор

27.2.5 Оценка производительности

Подробная блок-схема для управления сетевым инвертором изображена на рис.27.3. Управляющие входы u _d и u _q, вычисленные предлагаемым контроллером, преобразуются в команды трехфазного напряжения u _a ^∗, u _b ^∗ и u _c ^∗ с использованием преобразования dq — abc . Затем метод синусоидальной широтно-импульсной модуляции (SPWM) используется для реализации команд трехфазного напряжения.Кроме того, в схему управления включены блоки насыщения для учета ограничения напряжения, продиктованного использованием SPWM. Более конкретно, при методе SPWM пиковое выходное напряжение (междуфазное) инвертора практически ограничено В _DC/2, что означает, что пиковое выходное напряжение (междуфазное) ограничено 0.866 v _DC. Основная проблема, связанная с предлагаемым контроллером, заключается в том, что ток оси d- не может быть напрямую ограничен, поскольку он рассматривается как внутренняя динамика, вызывая беспокойство по поводу ограничения тока во время переходных процессов.Решение этой проблемы — ограничить скорость изменения напряжения промежуточного контура во время переходных процессов. Этого можно достичь либо реализуя опорное напряжение промежуточного контура с помощью линейного фильтра второго порядка с медленной динамикой, либо соответствующим образом задавая характеристики времени установления, так что переходные характеристики замкнутого контура, т. Е. Целевое значение В _DC регулируется уравнением. (27.38), предотвращает превышение током своего предельного значения во время переходных процессов.Последнее можно легко реализовать, правильно указав эквивалентную постоянную времени T ₂, чтобы ток не превышал его предельный ток. Однако важно подчеркнуть, что желаемая динамика замкнутого контура, определяемая формулой. (27.38), могут не сохраняться в составном контроллере из-за введения наблюдателя возмущений. Чтобы решить эту проблему, эквивалентная постоянная времени C _d/ μ _v возмущения bˆv должна быть выбрана относительно небольшой по сравнению с T ₂.Это означает, что усиление наблюдателя μ _v должно проверить μ _v ≫ C _d/ T ₂. Такая особая конструкция делает наблюдатель возмущений достаточно быстрым и позволяет восстановить номинальные характеристики CTMPC. Напомним, что наблюдатель возмущений основан на приближении производных, следовательно, очень большое усиление наблюдателя приводит в конечном итоге к увеличению шума измерения.Поэтому при выборе коэффициента усиления наблюдателя μ _v следует уделить внимание, особенно для практической реализации.

Рис. 27.3. Блок-схема для реализации составного контроллера на сетевом инверторе.

Чтобы токовая петля была быстрой, время прогнозирования T ₁ должно быть выбрано достаточно коротким. В этом случае желаемые переходные характеристики могут быть почти сохранены при использовании композитного контроллера.Это связано с тем, что для текущего управления возмущение представляет только неопределенность модели, которая обычно не имеет значения для исследуемой системы. Следовательно, ошибка отслеживания e ₁ может быть сделана сколь угодно малой, выбрав достаточно малой T ₁. Наблюдатель с высоким коэффициентом усиления усиливает шум измерения, что приводит к серьезному ухудшению качества электроэнергии в сети за счет увеличения общего гармонического искажения (THD). Соответственно, требования к качеству электроэнергии в сети ограничивают величину усиления наблюдателя, чтобы обеспечить более низкий коэффициент нелинейных искажений.

Время прогнозирования T ₁ и T ₂ установлено равным 1 и 10 мс, соответственно. Усиления наблюдателя μ _d, μ _q и μ _v выбраны равными 1. Период выборки для контроллера устанавливается равным 0,1 мс, а период сигнала ШИМ выбран равным 0,2 мс. Параметры сетевого инвертора: L = 10 мГн, R = 0.36 Ом, C _d = 1,052 мФ и ω = 314,5 рад / с. Напряжение сети (междуфазное) равно 133 В.

В этой части моделирования подключенный к сети инвертор был отключен от повышающего преобразователя, и для генерации тока используется только источник тока i ₀, чтобы продемонстрировать возможности отслеживания и подавления помех предлагаемого контроллера. Первый тест был проведен, чтобы подчеркнуть преимущества и эффективность составного контроллера для восстановления характеристик отслеживания CTMPC.Для этого предложенный контроллер был протестирован по трем сценариям. Первый сценарий был связан с фазой запуска, то есть когда инвертор работает как выпрямитель для стабилизации напряжения промежуточного контура на определенном уровне около 185 В. Действительно, после достижения стабильного состояния, управление инвертором был включен при t = 0,6 с, и было применено ступенчатое изменение опорного напряжения промежуточного контура как v _DCref: 185,38 → 250 В. Во втором сценарии ступенчатое изменение тока возмущения i ₀ применялось как i ₀: 0 → 6.66 A, при t = 1 с, чтобы проверить эффективность наблюдателя возмущений. В третьем сценарии другое ступенчатое изменение опорного напряжения промежуточного контура рассматривалось как v _DCref: 250 → 350 В, чтобы ясно показать способность составного контроллера сохранять номинальные характеристики CTMPC в наличие нарушений. Наблюдение за результатами, приведенными на рис. 27.4, показывает, что траектория напряжения промежуточного контура точно следует за целевым v _DC, заданным уравнением.(27.38), который подтвердил способность составного контроллера сохранять номинальные характеристики CTMPC. Кроме того, можно видеть, что ток оси q- хорошо контролируется, и цель устранения установившейся ошибки удовлетворительно достигается, несмотря на наличие помех.

Рис. 27.4. Оценка эффективности слежения и регулировка тока оси q- .

Из рисунка 27.5 видно, что оценка возмущения bˆ быстро сходится к стабильному установившемуся состоянию в зависимости от рабочей точки.Важно отметить, что оценка bˆv представляет текущий i ₀ и неопределенность модели, которая не учитывается при моделировании, такую как смещение ШИМ и потери инвертора. Это частично объясняет, почему bˆv немного отличается от i ₀ = 6,66 A. Поскольку для синтеза регулятора использовались точные параметры модели, важно подчеркнуть, что оценка bˆd, q представляет ошибку моделирования, вызванную смещение ШИМ и включение инвертора, которые обычно не учитываются в конструкции управления.Рис. 27.5 иллюстрирует работу при единичном коэффициенте мощности, когда ток оси q- поддерживается равным нулю.

Рис. 27.5. Оценка помех и работа с единичным коэффициентом мощности.

Второй тест проводился при изменении реактивной мощности посредством контроля тока оси q- . С этой целью напряжение промежуточного контура стабилизировалось на уровне 300 В, а при t = 0,8 с ток i ₀ повышался с нуля до 6.66 А для подачи в сеть постоянной активной мощности около P = 2 кВт. При t = 1 с, ступенчатое изменение опорного тока оси q- было применено как i _qref: 0 → — 9,2 A для регулирования реактивной мощности при Q = 1,5 кВАр. Как показано на рис. 27.6, ток оси q- быстро достигает своей уставки в течение заданного времени установления, которое составляет около 4 T ₁ ≈ 4 мс. Что еще более интересно, переходная характеристика тока оси q- совпадает с желаемой траекторией, заданной CTMPC, что подтвердило согласованность между моделированием и процессом проектирования.

Рис. 27.6. Ввод реактивной мощности через управление током оси q- .

Контуры фазовой автоподстройки частоты для высокочастотных приемников и передатчиков — Часть 1

Эта серия статей, состоящая из трех частей, предназначена для всестороннего обзора использования ФАПЧ (контуров фазовой автоподстройки частоты) как в проводных, так и в беспроводных системах связи. .

В этой первой части основное внимание уделяется вводным концепциям ФАПЧ. Описана базовая архитектура ФАПЧ и принцип работы.Мы также приведем пример использования ФАПЧ в системах связи. Мы завершим первую часть демонстрацией практической схемы ФАПЧ с использованием синтезатора частоты ADF4111 и генератора с управляемым напряжением VCO190-902T.

Во второй части, которая появится в мае, мы подробно рассмотрим критические характеристики, связанные с ФАПЧ: фазовый шум, опорные паразиты и выходной ток утечки. Что их вызывает и как их свести к минимуму? Как они влияют на производительность системы?

Последняя часть июльского выпуска будет содержать подробное описание блоков, из которых состоит синтезатор с ФАПЧ, и архитектура синтезатора Analog Devices.Также будет краткое изложение синтезаторов и VCO, доступных в настоящее время на рынке, со списком текущих предложений ADI.

Основы ФАПЧ

Контур фазовой автоподстройки частоты — это система обратной связи, объединяющая генератор, управляемый напряжением, и фазовый компаратор, соединенные таким образом, что частота (или фаза) генератора точно отслеживает частоту подаваемого сигнала с частотной или фазовой модуляцией. Контуры фазовой автоподстройки частоты могут использоваться, например, для генерации стабильных выходных частотных сигналов из фиксированного низкочастотного сигнала.Первые петли фазовой автоподстройки частоты были реализованы в начале 1930-х годов французским инженером де Беллескизом. Однако они нашли широкое признание на рынке только тогда, когда интегрированные системы ФАПЧ стали доступны в качестве относительно недорогих компонентов в середине 1960-х годов.

Цепь фазовой автоподстройки частоты может быть проанализирована в целом как система с отрицательной обратной связью с коэффициентом прямого усиления и членом обратной связи.

Простая блок-схема системы отрицательной обратной связи, основанной на напряжении, показана на рисунке 1.

Рисунок 1.Стандартная модель системы управления с отрицательной обратной связью.

В контуре фазовой автоподстройки частоты сигнал ошибки от фазового компаратора представляет собой разность между входной частотой или фазой и сигналом, возвращаемым обратно. Система установит нулевое значение сигнала ошибки частоты или фазы в установившемся режиме. Применяются обычные уравнения для системы с отрицательной обратной связью.

Прямое усиление = G (s), [s = jw = j2pf]

Коэффициент усиления контура = G (с) ´ H (с)
Коэффициент усиления замкнутого контура = G (s) / 1 + [G (s) H (s)]

Из-за интегрирования в контур на низких частотах коэффициент усиления в установившемся режиме, G (s), высокий и

В _O / В _I , усиление замкнутого контура = 1/ H

Компоненты ФАПЧ, которые вносят вклад в усиление контура, включают:

Фазовый детектор (PD) и зарядный насос (CP).
Петлевой фильтр с передаточной функцией Z (с)
Генератор, управляемый напряжением (ГУН), с чувствительностью К _В / с
Делитель обратной связи , 1 / N

Рис. 2. Базовая модель ФАПЧ.

Если линейный элемент, такой как четырехквадрантный умножитель, используется в качестве фазового детектора, а контурный фильтр и ГУН также являются аналоговыми элементами, это называется аналоговым, или линейной PLL (LPLL).

Если используется цифровой фазовый детектор (вентиль EXOR или JK-триггер), а все остальное остается прежним, система называется цифровой ФАПЧ (DPLL).

Если ФАПЧ построена исключительно из цифровых блоков, без каких-либо пассивных компонентов или линейных элементов, она становится полностью цифровой ФАПЧ (ADPLL).

Наконец, с информацией в цифровой форме и наличием достаточно быстрой обработки можно также разрабатывать системы ФАПЧ в области программного обеспечения.Функция ФАПЧ выполняется программно и работает на DSP. Это называется программной ФАПЧ (SPLL).

Ссылаясь на рисунок 2, система для использования ФАПЧ для генерации более высоких частот, чем вход, ГУН колеблется с угловой частотой w _D. Часть этого частотно-фазового сигнала возвращается в детектор ошибок через делитель частоты с отношением 1 / N. Эта разделенная частота подается на один вход детектора ошибок. Другой вход в этом примере — это фиксированная опорная частота / фаза.Детектор ошибок сравнивает сигналы на обоих входах. Когда два сигнальных входа равны по фазе и частоте, ошибка будет равна нулю, и говорят, что контур находится в «заблокированном» состоянии. Если мы просто посмотрим на сигнал ошибки, можно составить следующие уравнения.

e (s) = F _REF — F _O / N

Когда e (s) = 0,

F _O / N = F _REF

Таким образом

F _O _{= N F _REF}

В коммерческих ФАПЧ фазовый детектор и накачка заряда вместе образуют блок детектора ошибок.Когда F _O ¹ N F _REF , детектор ошибок будет выводить импульсы тока истока / стока на фильтр контура нижних частот. Это сглаживает импульсы тока до напряжения, которое, в свою очередь, приводит в действие ГУН. Затем частота ГУН будет увеличиваться или уменьшаться по мере необходимости на К _В D В , где К _В — чувствительность ГУН в МГц / Вольт, а D В — изменение входного напряжения ГУН. . Это будет продолжаться до тех пор, пока e (s) не станет равным нулю и цикл не будет заблокирован.Накачка заряда и ГУН, таким образом, служат в качестве интегратора, стремясь увеличить или уменьшить свою выходную частоту до требуемого значения, чтобы восстановить свой вход (от фазового детектора) до нуля.

Рисунок 3. Передаточная функция VCO.

Общая передаточная функция (CLG или Closed Loop Gain) системы ФАПЧ может быть выражена просто с помощью выражения CLG для системы отрицательной обратной связи, как указано выше.

F _O / F _REF = Прямое усиление / [1 + Коэффициент усиления контура ]

Прямое усиление , G = K _D K _V Z (s ) / s

Коэффициент усиления контура , G H = K _D K _V Z (s) / Ns

Когда GH намного больше 1, мы можем сказать, что передаточная функция замкнутого контура для системы ФАПЧ равна N, и поэтому

F _ВЫХ = N ´ F _REF

Петлевой фильтр низкочастотного типа, обычно с одним полюсом и одним нулем.Переходная характеристика петли зависит от:

величина полюса / нуля,
величина накачки заряда,
чувствительность ГУН,
коэффициент обратной связи, Н.

Все вышеперечисленное необходимо учитывать при проектировании петлевого фильтра. Кроме того, фильтр должен быть стабильным (обычно рекомендуется запас по фазе p / 4). Частота среза отклика 3 дБ обычно называется полосой пропускания контура, BW.Большая полоса пропускания контура приводит к очень быстрому переходному отклику. Однако, как мы увидим в Части 2, это не всегда выгодно, поскольку существует компромисс между быстрой переходной характеристикой и ослаблением опорного паразита.

PLL Приложения для повышения частоты

Контур фазовой автоподстройки частоты позволяет генерировать стабильные высокие частоты из низкочастотного опорного сигнала. Любая система, которая требует стабильной высокочастотной настройки, может извлечь выгоду из техники ФАПЧ. Примеры этих приложений включают беспроводные базовые станции, беспроводные телефоны, пейджеры, системы кабельного телевидения, системы восстановления тактовой частоты и генерации.Хорошим примером приложения PLL является телефонная трубка GSM или базовая станция. На рисунке 4 показана приемная секция базовой станции GSM.

Рисунок 4. Цепочка сигналов для приемника базовой станции GSM

В системе GSM имеется 124 канала (8 пользователей на канал) шириной 200 кГц в диапазоне RF. Общая занимаемая полоса пропускания составляет 24,8 МГц, и ее необходимо сканировать на предмет активности. Телефон имеет диапазон передачи (Tx) от 880 МГц до 915 МГц и диапазон приема (Rx) от 925 МГц до 960 МГц. И наоборот, базовая станция имеет диапазон Tx от 925 МГц до 960 МГц и диапазон Rx от 880 МГц до 915 МГц.В этом примере мы будем рассматривать только секции передачи и приема базовой станции. Полосы частот для систем базовых станций GSM900 и DCS1800 показаны в таблице 1. В таблице 2 показаны номера каналов для несущих частот (радиочастотных каналов) в полосах частот, указанных в таблице 1. Fl ( n ) — центральная частота. радиочастотного канала в нижней полосе (Rx), а Fu ( n ) — соответствующая частота в верхней полосе (Tx).

	Т _X	R _X
П-GSM 900	от 935 до 960 МГц	от 890 до 915 МГц
DCS1800	от 1805 до 1880 МГц	от 1710 до 1785 МГц
E-GSM900	от 925 до 960 МГц	от 880 до 915 МГц

Таблица 1.Полосы частот для систем базовых станций GSM900 и DCS1800

	Т _X		R _X
PGSM900	Fl (n) = 890 + 0,2 x (n)	1 ≤ n ≤ 124	Fu (n) = Fl (n) + 45
EGSM900	Fl (n) = 890 + 0.2 х (п) Fl (n) = 890 + 0,2 x (n-1024)	0 ≤ n ≤ 124 975 ≤ n ≤ 1023	Fu (n) = Fl (n) +45
DCS1800	Fl (n) = 1710,2 + 0,2 x (n — 512)	512 ≤ n ≤ 885	Fu (n) = Fl (n) + 95

Таблица 2.Нумерация каналов для систем базовых станций GSM900 и DCS1800

ВЧ-вход с частотой 900 МГц фильтруется, усиливается и подается на смеситель первого каскада. Другой вход смесителя управляется настроенным гетеродином (LO). Это должно сканировать диапазон входных частот для поиска активности на любом из каналов. Фактическая реализация гетеродина осуществляется с помощью уже описанной техники ФАПЧ. Если первая ступень промежуточной частоты (ПЧ) сконцентрирована на 240 МГц, то гетеродин должен иметь диапазон от 640 МГц до 675 МГц, чтобы покрыть входную полосу РЧ.Если выбрана опорная частота 200 кГц, можно будет направлять выходной сигнал ГУН через полный частотный диапазон с шагом 200 кГц. Например, если требуется выходная частота 650 МГц, N будет иметь значение 3250. Этот гетеродин 650 МГц будет эффективно проверять канал RF 890 МГц (F _RF — F _LO = F _IF или F _RF = F _LO + F _IF) Когда N увеличивается до 3251, частота гетеродина теперь будет 650,2 МГц, а проверенный канал RF будет 890.2 МГц. Это показано графически на рисунке 5.

Рисунок 5. Тестовые частоты для приемника базовой станции GSM.

Стоит отметить, что в дополнение к настраиваемому РЧ гетеродину в секции приемника также используется фиксированная ПЧ (в показанном примере это 240 МГц). Несмотря на то, что настройка частоты на этой ПЧ не требуется, метод ФАПЧ все еще используется. Причина в том, что это доступный способ использования стабильной опорной частоты системы для создания высокочастотного сигнала ПЧ. Некоторые производители синтезаторов признают этот факт, предлагая двойные версии устройств: одна работает на высокой частоте РЧ (> 800 МГц), а другая — на более низкой частоте ПЧ (500 МГц или меньше).

На передающей стороне системы GSM существуют аналогичные требования. Однако чаще всего переходят непосредственно от основной полосы частот к окончательной RF в разделе «Передача»; это означает, что типичный TX VCO для базовой станции имеет диапазон от 925 МГц до 960 МГц (диапазон RF для секции передачи).

Пример схемы

На рисунке 6 показана реальная реализация гетеродина для передающей секции мобильного телефона GSM. Мы предполагаем прямое преобразование основной полосы частот в РЧ-преобразование с повышением частоты.В этой схеме используется новый синтезатор частоты с ФАПЧ ADF4111 от ADI, который будет представлен в ближайшем будущем, и генератор с регулируемым напряжением VCO190-902T от Vari-L Corporation.

Рисунок 6. Гетеродин передатчика для телефона GSM.

Опорный входной сигнал подается на схему в FREFIN и заканчивается на 50 Вт. Эта опорная входная частота обычно составляет 13 МГц в системе GSM. Для того чтобы разнос каналов составлял 200 кГц (стандарт GSM), входной опорный сигнал необходимо разделить на 65 с помощью встроенного опорного делителя ADF4111.

ADF4111 — это синтезатор частоты с ФАПЧ с целым числом N, способный работать на частоте до 1,2 ГГц. В синтезаторе этого типа с целым числом N можно запрограммировать N от 96 до 262 000 с дискретными целочисленными шагами. В случае переносного передатчика, где требуется выходной диапазон от 880 МГц до 915 МГц и где внутренняя опорная частота составляет 200 кГц, желаемые значения N будут в диапазоне от 4400 до 4575.

Выход накачки заряда ADF4111 (вывод 2) управляет контурным фильтром.Этот фильтр (Z (s) на рисунке 2) в основном относится к типу с опережением задержки 1-го порядка. При вычислении значений компонентов контурного фильтра необходимо учитывать ряд элементов. В этом примере контурный фильтр был спроектирован таким образом, чтобы общий запас по фазе для системы составлял 45 градусов. Другие технические характеристики системы ФАПЧ приведены ниже:

K _D = 5 мА
K _V = 8,66 МГц / В
Полоса пропускания контура = 12 кГц
F _REF = 200 кГц
N = 4500
Затухание дополнительного опорного сигнала = 10 дБ

Все эти спецификации необходимы и используются для определения значений компонентов контурного фильтра, показанных на рисунке 6.

Выход петлевого фильтра управляет ГУН, который, в свою очередь, возвращается на ВЧ-вход синтезатора ФАПЧ, а также управляет выходным ВЧ-выводом. Конфигурация Т-образной цепи с резисторами на 18 Ом используется для обеспечения согласования 50 Ом между выходом VCO, выходом RF и контактом RFIN ADF4111.

В системе ФАПЧ важно знать, когда система заблокирована. На рисунке 6 это достигается с помощью сигнала MUXOUT от ADF4111. Вывод MUXOUT можно запрограммировать для мониторинга различных внутренних сигналов в синтезаторе.Одним из них является сигнал LD или , обнаруживающий блокировку. Когда MUXOUT выбран для выбора обнаружения блокировки, его можно использовать в системе, например, для запуска усилителя выходной мощности.

ADF4111 использует простой 4-проводный последовательный интерфейс для связи с системным контроллером. Счетчик ссылок, счетчик N и различные другие встроенные функции программируются через этот интерфейс.

Заключение

В этой первой части серии мы познакомили с основными концепциями ФАПЧ с помощью простых блок-схем и уравнений.Мы показали типичный пример использования структуры ФАПЧ и дали подробное описание практической реализации.

В следующей статье мы более подробно рассмотрим спецификации, которые имеют решающее значение для систем ФАПЧ, и обсудим их значение для системы.

T _X	R _X
П-GSM 900	от 935 до 960 МГц	от 890 до 915 МГц
DCS1800	от 1805 до 1880 МГц	от 1710 до 1785 МГц
E-GSM900	от 925 до 960 МГц	от 880 до 915 МГц

использованная литература

Mini-Circuits Corporation, «Справочник конструкторов VCO», 1996.

Принцип действия высокочастотной блокировки в релейной защите

Основные элементы схемы высокочастотной блокировки

Преимущества использования высокочастотной блокировки

Недостатки и ограничения высокочастотной блокировки

Особенности настройки высокочастотной блокировки

Эксплуатация и обслуживание высокочастотной блокировки

Сравнение высокочастотной блокировки с другими защитами ЛЭП

Применение высокочастотной блокировки на линиях различных классов напряжения

В чем отличие НВЧЗ от ВЧБ? (Страница 1) — Студенческий Раздел — Советы бывалого релейщика

Высокочастотная направленная защита линий Бреслер-0117.50X

Функциональный состав устройства

Принцип действия

Особенности

ЭПЭ-1643-69

Резюме Инженер РЗА, Красноярск, 80 000 руб. в месяц

Релейная защита и автоматика сетей 6-35 кВ

Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенности

Виды релейной защиты

Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:

Реле классифицируются по определенным признакам:

Релейная защита и автоматика бывают различных видов:

Дистанционная с ВЧ блокировкой, применяется для обесточивания воздушных линий при возникновении коротких замыканий.

Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:

Релейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:

Этот принцип определяется:

Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию при:

Надежность устройств защиты бывает:

Время обесточивания поврежденного участка состоит из двух составляющих:

Похожие темы:

Высокочастотная блокировка (ВЧБ).

Узнать еще:

»Примечания к электронике

Блоки схем супергетеродинного приемника

Примечание по синтезаторам частот:

Описание блок-схемы супергетеродинного приемника

Обзор блок-схемы

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

становится недорогой альтернативой спутниковой

Блокировка для IHC | Abcam

Блокирование белка для IHC

Блокировка биотина

Блокирование эндогенных ферментов

Снижение аутофлуоресценции в IHC

Изучение СЧ / КВ радиостанций.Их роль в ГМССБ, основные требования к установке и обследованию. Блог радиообзора ГМССБ

Комментарии

— обзор

27.2.5 Оценка производительности

Контуры фазовой автоподстройки частоты для высокочастотных приемников и передатчиков — Часть 1

Основы ФАПЧ

PLL Приложения для повышения частоты

Пример схемы

Заключение

использованная литература

Похожие записи

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий Отменить ответ