Справочник по строительству ПС - Связь и телемеханика

Подстанция является весьма ответственным звеном на пути потока электрической энергии от генерирующих источников к потребителям. В нормальных и аварийных режимах обслуживающий персонал ПС должен иметь надежную и бесперебойную связь с диспетчером энергосистемы или диспетчером района электрических сетей, а также с потребителями, питающимися от данной ПС. Кроме того, на крупных ПС должна быть внутренняя связь.
Согласно действующим нормативным документам («Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правила устройств электроустановок» и др.) ПС напряжением 110 кВ и выше с постоянным дежурством оперативного персонала должны иметь следующие виды связи: диспетчерскую — с диспетчером электрических сетей, а на крупных межсистемных и системных ПС с диспетчером энергосистемы и диспетчером объединенного диспетчерского управления; оперативную связь с управляемыми объектами и ПС потребителей; внутриобъектную связь с установкой АТС малой емкости; громкоговорящие радиопоисковые установки (на крупных ПС); технологическую связь с управлением электросети, с ремонтными бригадами и базами электросети по специально выделенным каналам связи или с помощью радиостанций; специально выделенные каналы связи для нужд телемеханики (телеуправления, телесигнализации, телеизмерения); специально выделенные каналы 
связи для устройств релейной защиты линий электропередачи; соединительные линии между местной и междугородной станциями.
Для организации диспетчерских каналов связи, нужд телемеханики и релейной защиты в первую очередь используются каналы связи по проводам линий электропередачи высокого напряжения с применением аппаратуры уплотнения каналов, а также используют малоканальные радиорелейные линии связи с уплотнением каналов. Провода (фазы) линий электропередачи, по которым организуются высокочастотные каналы связи, с обоих концов линии имеют высокочастотную обработку фаз — устанавливаются высокочастотные заградители и к ним со стороны линии подключаются конденсаторы высокого напряжения, через которые в линию высокого напряжения передаются сигналы от аппаратов низкого напряжения (телефонов и т. д.).
Часто для организации каналов связи строятся проводные или кабельные линии связи, но они значительно дороже и по этой причине стремятся их не применять.
Для оперативной связи, местной связи и соединительных линий с местным или междугородным телефонным узлом используют специально построенные для этой цели проводные или кабельные линии связи. Для проводных линий связи используют стальные и биметаллические провода диаметром 3—4 мм, подвешенные на изоляторах к опорам. Если в данном направлении проходит линия связи другого ведомства, то часто арендуют необходимое количество пар проводов на этой линии или подвешивают по существующим опорам новые пары, чем сокращают расходы на установку опор связи.
Кабельные линии связи из многопарных кабелей прокладывают в траншеях в грунте, а в населенных пунктах (поселках и городах) для кабельных линий связи строятся каналы из асбестоцементных труб, в которых прокладывают кабель связи. Сечение и количество пар проводов в кабеле выбирается проектом. На дальних линиях связи через 20—30 км строятся промежуточные усилительные пункты, которые работают в автоматическом режиме, так как даже при применении специального высокочастотного кабеля в кабельных линиях имеют место большие затухания сигнала, уровень которых надо повышать вдоль всей линии для обеспечения четкости на приемном конце.
По территории ПС линии связи выполняются кабелем, проложенным в земле или лотках, трубах, каналах и туннелях вместе с контрольным (а не силовым) кабелем.
В целях более полного использования существующих каналов связи широко применяют уплотнение, т. е. по одному физическому каналу связи одновременно передают десятки и сотни немешающих друг другу информаций (телефонных разговоров, команд телеуправления и т. п.). Это осуществляется путем сложения тональных частот (речи) или других импульсов с несущими частотами, генерируемых специальной аппаратурой. Так, для высокочастотных каналов связи по проводам линий электропередачи применяются несущие частоты в диапазоне от 50 до 500 кГц, а ширина полосы частот, используемой под один канал, занимает диапазон всего от 3 до 16 кГц. Таким образом, теоретически возможна одновременная передача около 30 сигналов, т. е. уплотнение до 30 каналов. На более высоких частотах уплотнение еще более эффективно.
Оборудование средств связи на ПС подразделяется на оборудование высокого напряжения, работающее в РУ высокого напряжения и находящееся под высоким напряжением, и низкого напряжения, слаботочное, работающее в помещениях, линейно-аппаратных залах, АТС и т. д.
К оборудованию высокого напряжения относятся высокочастотные заградители, конденсаторы связи и фильтры присоединения. Конденсатор связи является аппаратом, с помощью которого осуществляется передача сигнала (связи, телемеханики) в линию электропередачи высокого напряжения. Конденсатор представляет собой ряд последовательно соединенных бумажно-масляных конденсаторов, смонтированных в герметически закрытом фарфоровом кожухе (рубашке), в который вмонтировано устройство, автоматически компенсирующее температурные расширения масла. Конденсатор включается между проводом (фазой) линии электропередачи и землей.
На рабочее напряжение 110 кВ используют один элемент конденсатора, на 220 кВ — два и т. д. Монтируют конденсаторы на специально установленные под них стойки.
Высокочастотный заградитель представляет собой катушку с неизолированным проводом, витки которой изолированы друг от друга деревянными планками. Они же являются каркасом заградителя. Высокочастотный заградитель, являясь большим индуктивным сопротивлением для токов высокой частоты, включенным в схему электрических соединений между оборудованием ПС и линией электропередачи, препятствует прохождению к оборудованию ПС и поглощению им высокочастотных сигналов связи, поступающих через конденсатор связи в линию для передачи (или приходящих с линии). Этим предупреждается затухание высокочастотных сигналов.
На ПС высокочастотные заградители подвешиваются на гирляндах изоляторов к линейным порталам или концевым опорам. Опорный вариант установки высокочастотных заградителей используется редко, так как требует сооружения отдельного фундамента.
Фильтр присоединения высокочастотного канала связи устанавливают на стойке фундамента конденсатора связи. Там же монтируется заземляющий нож фильтра, который включается при работе на фильтре присоединения; в рабочем положении он находится под высоким напряжением.
К оборудованию связи низкого напряжения относится все оборудование, устанавливаемое в линейно-аппаратном зале, помещении АТС, а также в других помещениях подстанции. К этому оборудованию относятся вводно-кабельные стойки, стойки с аппаратурой уплотнения каналов, усилители различного назначения, аппаратура выделения каналов, приемопередающая аппаратура транзитных каналов, высокочастотные посты, посты телемеханики, испытательные стойки, коммутаторы, оборудование АТС, передаточные столы и другое оборудование связи.
Питание устройств связи и телемеханики в нормальном режиме осуществляется от трансформаторов собственных нужд ПС на переменном токе, через выпрямители. В аварийных режимах, когда на шинах собственных нужд напряжение исчезает, питание устройств связи автоматически переключается на резервный источник питания. В качестве резервного источника питания используют специально установленную для этих целей аккумуляторную батарею небольшой емкости или подстанционную батарею, питающую оперативные цепи. Независимый источник питания необходим для обеспечения бесперебойно работающей связи в аварийных ситуациях.
На небольших ПС, где нет резервных источников питания устройств связи, в аварийных ситуациях используют каналы связи других министерств и ведомств, телефоны местной городской и междугородной связи.
Надежность работы устройств связи зависит от конструкций каналов связи. Поэтому предпочтительно использовать высокочастотные каналы связи по проводам линий электропередачи. Линии электропередачи являются очень надежным сооружением, на которых обрыв проводов, падение опор — явление крайне редкое. Так же надежны и радиорелейные линии связи, но они дороги. Кабельные линии связи менее надежны. И самую низкую надежность в работе имеют воздушные линии связи из-за часто возникающих набросов, обрывов проводов, повреждения изоляции, падения опор и т. д. Высококачественная эксплуатация — проведение осмотров, обходов линий связи, качественное и своевременное проведение профилактических работ — также обеспечивает надежную работу средств связи. Не менее важным фактором является высококачественное выполнение строительно-монтажных работ с соблюдением строительных норм и правил, проектных и других нормативных требований.
В период строительства ПС для оперативно-хозяйственных нужд строительно-монтажные организации устанавливают телефоны местного узла связи, городской или электросетевого района.
К моменту включения ПС, в период производства пусковых и наладочных работ и комплексного опробования оборудования средств связи и телемеханики строящейся ПС должно быть завершено в полном объеме, включая отделочные работы. По этой причине строительные и монтажные организации должны в первую очередь закончить весь комплекс предусмотренных проектом работ в помещениях и на сооружениях, где будут размещаться оборудование и аппаратура связи.
К помещениям линейно-аппаратных залов и АТС предъявляются повышенные требования в части отделки потолков, стен и полов. Аппаратура связи очень нежна по своей конструкции и не терпит запыленной, загазованной и влажной атмосферы в помещениях, где она установлена и должна работать. Загрязнение, отпотевание и окисление контактной части, соединений, изоляции приводят к отказу в работе этого оборудования. По этой причине стены и потолки помещений средств связи окрашиваются масляной краской; полы покрываются линолеумом или другими материалами, не образующими пыль; подключается вытяжная вентиляция.