Высокочастотная аппаратура для образования каналов связи по проводам линий электропередачи в зависимости от назначения каналов подразделяется на телефонные установки, установки для каналов релейной защиты, системной автоматики и телеотключения и установки для каналов телеуправления и сигнализации. Такие ВЧ установки, размещаемые на конечных пунктах канала, называют ВЧ постами, а размещаемые на транзитных подстанциях и повышающие уровень передачи сигналов без изменения характера модуляции — ВЧ усилителями. Для компенсации линейного затухания, а также затухания на промежуточных подстанциях используются промежуточные усилители, которые могут работать в режиме прямого усиления, инверсии или сдвига частот. Эти усилители позволяют производить выделение канала связи в пункте их установки.
Современные ВЧ посты состоят из двух частей, монтируемых на отдельных стойках: низкочастотной и высокочастотной. В низкочастотной части разговорная [(тональная) частота преобразуется в промежуточную (4— 32 кГц), а в высокочастотной части промежуточная частота преобразуется в высокую. Обе части постов совершенно самостоятельны и могут устанавливаться в различных помещениях (и даже пунктах), для работы их необходимо связать двухпроводной линией связи.
Высокочастотные посты характеризуются выходной мощностью, которая ограничена и колеблется в пределах 3—20 Вт. Диапазон рабочих частот постов связи по ВЛ составляет 40—500 кГц. Некоторые типы ВЧ постов имеют сокращенный диапазон—50—300 или 40—350 кГц.
Телефонные ВЧ посты и промежуточные усилители, как правило, снабжаются системой автоматики, позволяющей обеспечить избирательный вызов до 10 абонентов, вывод данного канала на телефонные станции любых систем и автоматический переприем между двумя каналами. Большая часть ВЧ постов имеет автоматическую регулировку усиления (АРУ), позволяющую в широких пределах регулировать режим работы канала при изменении его затухания. В выпускаемых в последнее время ВЧ постах широко используются полупроводниковые приборы.
Помимо одноканальных телефонных ВЧ постов используются ВЧ посты на два и три телефонных канала.
Телефонные каналы с полосой частот 0,3—3,4 кГц позволяют образовать несколько независимых каналов телемеханики. При этом общая полоса частот, передаваемых по каналу связи, разделяется на тональную, которая используется для телефонной связи, и надтональную, в которой передаются сигналы телемеханики. Использование этого принципа уплотнения телефонного канала для передачи телеинформации в энергетике очень широко.
Для уплотнения телефонных каналов каналами телемеханики предназначается специальная аппаратура (ТМТП, ТАТ-65, АПТ), работающая на тональных частотах. Аппаратура уплотнения позволяет производить передачу сигналов как от частотных, так и от импульсных телемеханических систем.
Выпускаемая и находящаяся в эксплуатации в настоящее время аппаратура для телефонной связи является, как правило, комбинированной или многоканальной, обеспечивающей создание от одного до трех телефонных каналов и от одного до нескольких каналов телемеханики. Это аппаратура типов ВЧА-1, ВЧА-3, ВЧА-С4, ЭПО-3, АСК, В-3-3, АРС-64, КМК-64, СПИ и др.
Аппаратура типов АРС-64, КМК-64, СПИ содержит тональные блоки (модемы) каналов телемеханики для непосредственного подключения к ВЧ аппаратуре устройств телемеханики. Аппаратура типов АСК, В-3-3, ВЧА модемов не имеет. Поэтому для организации каналов телемеханики требуется дополнительная аппаратура передачи телемеханической информации типа АПТ [10], позволяющая организовать до трех каналов телемеханики, или типа ТАТ-65 с возможным числом организуемых каналов до 16.
На рис. 19 показаны типы ВЧ аппаратуры, используемой для организации связи и телемеханики на диспетчерском пункте РРС. Ниже приводятся краткие сведения о некоторых из них.
Тональная аппаратура телемеханики типа ТАТ-65 предназначена для уплотнения тонального спектра или надтональной части его каналов связи по ВЛ или цепям связи. В тональном спектре 0,3—3,2 кГц размещаются 16 симплексных каналов с рабочей частотой 0,14 кГц. Передача сигналов может осуществляться от частотных или импульсных систем телемеханики. При этом для частотных систем изменение частоты составляет от 27 до 50 Гц, а для импульсных систем передача сигналов осуществляется со скоростью до 70 Бод. Значение модулирующего сигнала, подаваемого от датчиков частотных систем телемеханики, не более 2,4 В, а импульсных систем однополярных не более 4,8 В и двухполярных ±2,4 В.
На рис. 22 показана структурная схема аппаратуры ТАТ-65. Передатчик и приемник, настроенные на общую фиксированную частоту, образуют канал телемеханики. Передатчик ТАТ-65 имеет генератор синусоидальных колебаний Г и частотный модулятор М для осуществления частотной модуляции. Модулятор М в приемнике выполнен по уравновешенной схеме, что позволяет использовать датчики телемеханики с заземлением любого полюса. Частотно-модулированные колебания поступают на усилитель УС, нагруженный на полосовой фильтр /7Ф, который подавляет паразитные гармоники.
Рис. 22. Структурная схема аппаратуры ТАТ-65
Затухание ПФ на частотах соседних каналов не менее 30 дБ, а в полосе пропускания на средней частоте не более 7 дБ.; Выходной уровень передатчика может регулироваться в пределах от —17;5 до —7 дБ потенциометром, а снижение выходного уровня до — 30н—35 дБ — удлинителем, которые находятся на панели ПФ.
Приемник допускает прохождение сигнала постоянного тока, соответствующего длительному нажатию, и работу с бесконтактными приемными устройствами. Полосовой фильтр ПФ приемника, аналогичный ПФ передатчика, выделяет рабочую полосу данного канала и подает сигнал на усилитель УС1, который обеспечивает чувствительность приемника — 43,0±4,3 дБ. Для установки уровня на входе УС1 в соответствии с диаграммой уровней между ПФ и УС1 включен набор удлинителей. Между усилителями УС1 и УС2Л который нагружен на дискриминатор Д, выделяющий низкочастотный сигнал, включен пассивный ограничитель OA.
При работе с импульсным контактным устройством общей нагрузкой являются обмотки поляризованного реле К/, контакты которого рассчитаны на подключение нагрузки при токе 0,25 А и напряжении 30 В. При работе частотных и бесконтактных систем к выходу дискриминатора подключается фильтр ФНЧ с частотой среза 60 Гц.
В приемнике имеется сигнализация пропадания несущей частоты для контроля состояния канала телемеханики, которая выполнена с помощью реле КС. При снижении несущей частоты на 13 дБ или отсутствии ее на входе приемника реле замыкает цепь внешней сигнализации. Предусмотрена также возможность отключения приемников телемеханики при помощи контактов реле КС, которые могут быть включены во входную цепь приемника телемеханики. Таким образом предотвращается возможность ложной работы приемника от помех в отсутствие несущей частоты. Электропитание аппаратуры осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 48—52 Гц или от аккумуляторной батареи напряжением 24 В через блок питания.
При исчезновении электропитания от сети переменного тока реле блока питания своими контактами осуществляет автоматическое подключение схемы ТАТ-65 к резервному источнику постоянного тока напряжением 24 В. Другими контактами этого реле замыкается цепь внешней сигнализации. В полукомплекте имеется также сигнализация перегорания предохранителей.
Аппаратура ТАТ-65 допускает подключение нескольких передатчиков или приемников к общему тракту через согласующий трансформатор СТ, позволяющий согласовывать аппаратуру с различными нагрузками.
Функциональные блоки аппаратуры ТАТ-65 могут содержать блоки в различном сочетании: один или два передатчика, один передатчик и один приемник, один или два приемника.
Система аппаратуры КМК-64 представляет собой комплекс малогабаритной комбинированной (КМК) аппаратуры и предназначается для организации ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики по проводам BJI. Комплекс состоит из стоек четырех типов: высокочастотной, двух низкочастотных и оконечной. Все стойки имеют одинаковое конструктивное оформление, одинаковые габаритные и установочные размеры и могут быть разнесены по местам установки или устанавливаться совместно.
Рис. 23. Схема организации комплекса каналов на аппаратуре КМК-64
На рис. 23 показана схема организации комплекса каналов диспетчерского управления между диспетчерским пунктом РРС и подстанцией Г (см. рис. 19) на аппарате КМК-64. Следует заметить, что под комплексом каналов диспетчерского управления подразумевается система связи, обеспечивающая получение одного дуплексного канала телефонной связи, канала телеуправления, канала телесигнализации и двух каналов телеизмерения.
В схеме рис. 23 на диспетчерском пункте РРС устанавливаются соединенные между собой по двухпроводной схеме низкочастотная стойка Н-1 и высокочастотная ВЧ-63. Связь между ними осуществляется в надтональном спектре частот. На управляемом объекте (подстанция) устанавливается оконечная стойка МК-63.
Благодаря возможности разнесения стоек аппаратура КМК-64 обладает гибкостью и позволяет создавать комплексы каналов телефонной связи и телемеханики, например, между ДПР и двумя контролируемыми подстанциями. В этом случае на ДПР устанавливаются стойки HI, Н-2 и ВЧ-63, а на контролируемых объектах — стойки МК-63; стойка Н-2 включается в схему канала через схему стойки Н-1. Контролируемые объекты могут располагаться как вдоль ВЛ, так и на ответвлениях. Установленные на этих объектах стойки МК-63 отличаются друг от друга только частотами настройки ВЧ узлов.
Аппаратура КМК-64 работает по принципу амплитудной модуляции высокой частоты с передачей в линию одной боковой полосы частот преобразования (ОБП). Рабочий диапазон частот составляет от 45 до 350 кГц. Минимально допустимый разнос между средними частотами полос передачи и приема 17 кГц в диапазоне 45—200 кГц и 20 кГц в диапазоне 200—350 кГц, Максимальная выходная мощность стойки ВЧ-63 до 20 Вт, а стойки МК-63—10 Вт.
Телефонный канал аппаратуры КМК-64 имеет эффективно передаваемую полосу частот 0,3—1,8 кГц и не предназначен для вторичного уплотнения каналами телемеханики.
В стойках Н-1, Н-2 и МК-63 имеются блоки каналов телемеханики. В стойках Н-1 и Н-2 размещено по одному блоку передачи и по три блока приемников каналов ТМ, а в стойках МК-63 имеются три блока передатчиков каналов телемеханики и один блок приемника ТМ. Каналы телемеханики, исходящие со стороны стоек Н-1, Н-2 и МК-63, предназначены для работы только импульсных систем ТМ. Другие два канала, исходящих от МК-63, являются универсальными и могут быть использованы для подключения импульсных и частотных систем ТМ.
Передача сигналов по каналам ТМ осуществляется методом частотной модуляции частоты генератора данного канала ТМ, для чего на датчике первичного устройства ТМ должны быть предусмотрены два контакта без напряжения и «земли». В схеме приемника канала имеется поляризованное реле типа РП-4, которое воспринимает транслируемые по каналу импульсы. Обмотка и один контакт этого реле выводятся на штрипсы вводной гребенки стойки. Сюда же подключается цепь приемника первичного устройства ТМ, который должен быть включен последовательно с собственным источником литания, так как питание цепей ТМ от блока питания аппаратуры КМК-64 не предусматривается.
Передача сигналов частотных систем ТМ осуществляется методом частотной модуляции несущей частоты данного канала. Для выполнения модуляции с выхода первичного устройства ТМ на вход передатчика должен подаваться низкочастотный сигнал напряжением 2,4— 5 В. С выхода приемника канала ТМ, работающего по частотной системе, выдается напряжение низкочастотного сигнала 2,4 В на нагрузке 1500 Ом.
Поскольку на выходе приемника выдается сигнал с пологим фронтом н малой амплитудой, то такие параметры сигнала не обеспечивают устойчивой работы устройств ТМ типа TM-800 В с аппаратурой КМК-64. Поэтому в эксплуатации в схему приемника заводского исполнения вносят изменения, позволяющие регулировать амплитуду сигнала и получать сигнал прямоугольной формы.
Электропитание аппаратуры КМК-64 осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В. При колебаниях напряжения, больших +5 и —10 % номинального, аппаратура должна включаться через стабилизатор напряжения питания, которым аппаратура комплектуется. Мощность, потребляемая из сети стойками, составляет: ВЧ-63 240 В-А, Н-1 и Н-2 60 В-А, МК-63 185 В-А. Резервирование питания от источника постоянного тока для аппаратуры КМ1064 не. предусматривается.
