Справочник по проектированию подстанций - Внешняя связь

В зависимости от значения ПС 110-220 кВ и выше в энергосистеме, структуры диспетчерского управления и способа оперативного управления предусматриваются следующие каналы внешней связи ПС:
для оперативно-диспетчерского управления - каналы диспетчерской телефонной связи, телемеханики, передачи данных;
для управления системной автоматикой - каналы релейной защиты, телеотключения, телерегулирования и т. п.;
для технологического и административно-хозяйственного управления - каналы для передачи данных и абонентского телеграфа.
Для этих целей используются высокочастотные каналы по фазам и тросам ВЛ, кабельные и радиорелейные линии связи.
Основной системой передачи информации в энергетике являются высокочастотные каналы связи по фазным проводам ВЛ. В настоящее время для этой цели стали также широко внедряться системы передачи по проводящим грозозащитным тросам ВЛ.

Рис. 17.1. Варианты установки заградителя связи: а - подвеска заградителя на траверсе портала; б - подвеска заградителя на проводах ВЛ; в - установка заградителя на земле; 1 - заградитель; 2 - гирлянда изоляторов; 3 - траверса портала; 4 - металлический портал; 5 - дополнительная линейная арматура; 6 - изолятор; 7 - шинная опора (изолирующая); 8 - железобетонная опора
Высокочастотные тракты по проводящим тросам используются для многоканальных систем передачи диспетчерской и технологической информации благодаря равномерной частотной характеристике затухания и простоте сооружения усилительных пунктов на трассе ВЛ.
Для организации высокочастотных каналов связи различных назначений по ВЛ, заходящим на ПС, используется специальная аппаратура присоединения и обработки: конденсаторы связи, фильтры присоединения, заградители, разделительные фильтры, высокочастотные кабели.
Конденсаторы связи и фильтры присоединения устанавливаются в ячейке ВЛ на железобетонных опорах, а заградители подвешиваются на подвесных изоляторах к входным порталам либо устанавливаются на опорных изоляторах (рис. 17.1). На ВЛ 35 и 110 кВ заградители иногда устанавливают на конденсаторах связи.
Разделительные фильтры используются в основном в случаях параллельного подключения к общему устройству присоединения
приемопередатчиков каналов системной автоматики и телефонной связи. Благодаря этому обеспечивается независимость работы каждого канала и создаются условия для вывода аппаратуры любого канала на периодический контроль либо в ремонт без отключения аппаратуры других каналов. Разделительные фильтры устанавливаются на панелях совместно с приемопередатчиками системной автоматики.
Корпуса аппаратуры присоединения и металлоконструкции для ее установки заземляют путем присоединения к контуру заземления ПС шинками из полосовой стали 40x4 мм.
Таблица 17.1. Минимально допустимые расстояния по горизонтали от ВЧ кабеля до сооружений (без пересечения)

Высокочастотный кабель по территории ПС прокладывается в траншеях, кабельных туннелях, каналах и лотках, а внутри зданий - по металлоконструкциям и стенам. В каналах кабель прокладывается на отдельных полках отдельно от других кабелей; его можно прокладывать рядом только с контрольными кабелями. Если в каналах проходят кабели высокого напряжения, то высокочастотный кабель прокладывается в металлических трубах. То же делается и при пересечении его с другими кабелями, включая и высокочастотные, причем стальная труба должна выходить не менее чем на 1 м в обе стороны от места пересечения.
Минимально допустимые расстояния по горизонтали и вертикали от высокочастотного кабеля до сооружений приведены в табл. 17.1 и 17.2.
Таблица 17.2. Минимально допустимые расстояния по вертикали от ВЧ кабеля до сооружений (при пересечении)

Аппаратура высокочастотных каналов телефонной связи и телемеханики устанавливается, как правило, в аппаратных связи, а аппаратура системной автоматики - в помещениях релейных щитов.
Приемопередатчики каналов релейной защиты УПЗ-70, АВЗК-80 крепятся при панелях релейной защиты (ДФЗ-201, ДЗФ-501 и т. п.), а приемники и передатчики каналов ускорения резервных защит и телеотключения типа АВПА, АНКА, А-В - на каркасно-реечных панелях типа ПКР. Подробные сведения о каналах связи, схемах высокочастотных трактов, их расчетах, а также указания о размещении ВЧ аппаратуры и ее технических данных приведены в “Сборнике по проектированию систем информации в энергетике” под общей редакцией В. X. Ишкина и С. С. Рокотяна.
Передача информации внешней связи по кабельным линиям в зависимости от расстояния между ПС и объектами внешней связи осуществляется как по физическим парам, так и по каналам систем уплотнения кабельных линий связи.
Прокладка кабельных линий внешней связи по территории ПС выполняется, как правило, в кабельных каналах на отдельных полках или рядом с контрольными кабелями, в отдельных каналах и лотках.
Так как кабели внешней и местной связи выходят за пределы контура заземления ПС, необходимо предусмотреть мероприятия по защите установок связи и кабелей от напряжения, возникающего на заземляющем контуре при однофазном коротком замыкании на землю высоковольтного оборудования ПС или на ВЛ вблизи ПС.
Это напряжение, определяемое сопротивлением заземляющего контура ПС и максимальным значением стекающего тока КЗ на землю, согласно ПУЭ не должно превышать 10 кВ. При этом защитные мероприятия предусматриваются при расчетных максимальных напряжениях на заземляющем контуре выше 5 кВ.
Защита оборудования местной связи выполняется установкой разрядников Р-350 на жилах кабеля местной связи на обоих его концах. Напряжение срабатывания разрядников 350±40 В.
Защита аппаратуры уплотнения кабельных линий внешней связи с дистанционным питанием необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) выполняется установкой на ПС и в НУП разрядников Р-64 с напряжением срабатывания 600-900 Вис напряжением погасания 500 В или разрядников Р-78 с напряжением срабатывания 600-800 В и с напряжением погасания 150 В совместно с автоматами повторного включения дистанционного питания. Максимально допустимая амплитуда тока через разрядники Р-64 и Р-78 составляет 30 А в течение 1 с при синусоидальном напряжении тока частотой 50 Гц. Ток анода в импульсе у указанных разрядников равен 1000 А. Разрядник Р-350 - двухэлектродный. Разрядники Р-64 и Р-78 - трехэлектродные.
При рассмотрении защитных мероприятий следует иметь в виду следующее:

потенциал на поверхности земли вне заземляющего контура ПС определяется из выражения
где U - потенциал на заземляющем устройстве ПС с периметром Р;
расстояние от центра контура до точки, в которой определяется СЛ;
напряжение между оболочкой (экраном) и землей (броней) для кабелей с внешним изолирующим шлангом, а также напряжение между жилой кабеля и землей (броней) для кабелей со свинцовой оболочкой без внешнего изолирующего шланга в любой точке х по длине кабеля рассчитывается по формуле

где l- длина кабеля от границы заземляющего контура до ближайшего усилительного пункта (ПУП) или контрольно-измерительного пункта (КИП) с постоянным соединением заземления, брони и оболочки, км; U3 принимается из расчета, выполняемого для определения сопротивления заземляющего контура ПС.
При превышении расчетным значением Uх значений электрической прочности изоляции оболочка-земля для кабелей с внешним изолирующим шлангом и жила-оболочка для кабелей без изолирующего шланга принимаются меры для защиты кабелей связи от пробоя.
Для защиты кабелей связи от пробоя рекомендуется: металлическую оболочку и броню кабеля подключать к контуру заземления ПС;
для захода на ПС применять кабели с изолирующим шлангом между оболочкой (экраном) и землей (броней), при этом применение изолирующего шланга ленточного типа исключается:
при необходимости применять бронированные кабели связи с высокой электрической прочностью изоляции и малым значением коэффициента защитного действия (КЗД) - кабели типа МКПуАБп;
применять необслуживаемые защитные пункты (НЗП), которые представляют собой камеры НУП с вводно-кабельным оборудованием без усилительных кассет с заземлением оболочки и брони кабелей и установкой разрядников на жилах кабеля;
если кабель связи проложен вдоль ВЛ на близком расстоянии, что значительно увеличивает продольную ЭДС на жилах кабеля при КЗ на ВЛ, рассмотреть необходимость ликвидации дистанционного питания НУП со стороны ПС и осуществление его с противоположной стороны.
Таблица 17.3. Электрическая прочность, кВ, отдельных марок кабеля

Примечание. Приведенные значения электрической прочности изоляции жила- оболочка для кабелей ТЗБ и ТЗАБп относятся к кабелям с жилами диаметром 1,2 мм, для кабелей с жилами диаметром 0,9 мм это значение составляет 1,0 кВ.

Таблица 17.4. Классификация средств передачи информации по категориям электропитания

Марки кабелей связи, наиболее часто применяемые для внешней связи ПС, и значения электрической прочности этих кабелей приведены в табл. 17.3.
Передача информации внешней связи ПС по радиорелейных линиям связи осуществляется с применением аппаратуры малоканальных РРЛ типа ДМ-400/32 (или RP-0,4/32 LC) производства Венгрии на 32 канала в диапазоне частот 400 МГц.
На ПС аппаратура РРЛ размещается в аппаратной связи. Антенная опора устанавливается возможно ближе к помещению связи, чтобы обеспечить минимальную длину и соответственно минимальное затухание высокочастотного фидера между антенной и аппаратурой РРЛ.
Согласно принятым в энергетике нормам все средства передачи информации по обеспечению основным и резервным электропитанием делятся на три категории:

1. - не допускающие кратковременных перерывов в электропитании;
2.  - допускающие кратковременные перерывы при переключении с основного на резервный источник питания (не более 1 мин);
3.  - допускающие перерыв в электропитании на время, необходимое для восстановления работы основного источника питания.

Классификация средств передачи информации по указанным категориям электропитания приведена в табл. 17.4.