Наладка ВЧ каналов релейной защиты - Приемопередатчики ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70

2. ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКИ ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70 И АВЗК-80, АППАРАТУРА АК-80
Приемопередатчики ПВЗК ВЧ защиты передают и принимают ВЧ сигналы релейной защиты по линиям электропередачи. Приемопередатчики могут работать со всеми видами направленных дистанционных и дифференциально-фазных защит линий 35—220 кВ.
Приемопередатчик ПВЗК (рис. 1) состоит из задающего генератора ГВЧ, промежуточного усилителя УВЧ, усилителя мощности МУС, манипулятора Ман. (передатчик) и входного фильтра ФВЧ, высокочастотного усилителя УВЧ и выходного каскада У III (приемник). Аппаратура имеет также переговорное устройство (микрофон Микр, телефон Тел, детектор-модулятор ДМ).

Рис. 1. Функциональная схема приемопередатчика защиты ПВЗК

Рис. 2. Функциональная схема приемопередатчиков ПВЗД и УПЗ-70
Так же как и ПВЗК, приемопередатчики ПВЗД и УПЗ-70 передают и принимают ВЧ сигналы релейной защиты по линиям электропередачи (рис. 2). На рис. 2 - каскады управления УК-1, УК-2 и разделительный каскад РК.
Приемопередатчики ПВЗД, УПЗ-70, АВЗК-80 могут работать со всеми типами направленных, дистанционных и дифференциально-фазных защит линий 110-750 кВ. Технические данные ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70 и АВЗК-80 приведены в табл. 1.
Особенности элементов схемы ПВЗД и УПЗ-70. Приемопередатчики ПВЗД и УПЗ-70 по сравнению с передатчиком ПВЗК являются более мощными и помехозащищенными, обладают лучшей избирательностью, имеют безынерционный пуск и останов, могут работать на разных частотах приема и передачи. Последнее дает возможность избавиться от влияния отраженных сигналов на работу защиты. Эти особенности обусловлены различием принципиальных схем приемопередатчиков ПВЗД, УПЗ-70 и ПВЗК.
Управляющие каскады (рис. 3). Пуск передатчика ПВЗК производится подачей анодного напряжения на лампы МУС. В ПВЗД и УПЗ-70 анодное напряжение на лампы МУС может быть подано постоянно. Пуск передатчика производится в этом случае подачей положительного напряжения на экранную сетку лампы разделительного каскада с анодов управляющих ламп Л1 и Л2 (6Ж1П).
При направленной защите с безынерционным пуском оба каскада являются усилителями постоянного тока; при дифференциально- фазной защите управляющий каскад на лампе Л2 работает манипулятором аналогично работе манипулятора приемопередатчика ПВЗК на лампе Л1. Управляющие сетки ламп подключены: Л1 к пусковому органу релейного комплекта, Л2 к органу направления мощности в направленной защите или к органу манипуляции в дифференциально-фазной защите. В анодах ламп Л1 и Л2 общая нагрузка R9. Ток через одну из этих ламп вызывает падение напряжения на анодной нагрузке, и потенциал экранной сетки Л4 становится ниже потенциала ее катода, что приводит к запиранию лампы. Напряжение раскачки с последующих каскадов снимается. Пуск передатчика требует запирания обеих управляющих ламп. Переменное напряжение частотой 50 Гц на сетке лампы Л2 при запертой лампе Л1 осуществляет манипуляцию высокой частоты.

Таблица 1. Технические данные приемопередатчиков защиты

Таблица 1 (продолжение)

Таблица 1 (окончание)

В некоторых энергосистемах производят модернизацию ПВЗК.

Рис. 3. Принципиальная схема приемопередатчика УПЗ-70
Контактный пуск при дифференциально-фазной защите осуществляется подачей анодного напряжения на усилитель мощности. Управляющую лампу Л1 исключают из схемы. При направленных защитах с контактным пуском обе лампы Л1 и Л2 исключают из схемы.
Разделительный каскад в приемопередатчиках УПЗ-70 и ПВЗД введен для управления работой передатчика и исключения влияния последующих каскадов на работу задающего генератора. Каскад пускает и останавливает передатчик при безынерционном пуске.

Разделительный каскад на лампе 6Ж1П (Л4) представляет собой резонансный усилитель. Анодной нагрузкой лампы служит контур, имеющий те же параметры, что и контур задающего генератора. На разделительном каскаде осуществляется управление приемопередатчиком. Управление осуществляется по экранной сетке Л4.
Усилитель мощности (рис. 3) имеет два каскада: предварительный усилитель (однотактный) и оконечный (двухтактный). В приемопередатчиках ПВЗД и УПЗ-70 шесть ламп 6ПЗС в двухтактной схеме (в ПВЗК четыре лампы). Раскачка на предварительный усилитель подбирается отводами с нагрузки разделительного каскада. Трансформатор TL1 имеет третью обмотку для передачи сигнала от передатчика к своему приемнику в случаях различных частот передачи и приема. Смещение на управляющие сетки ламп усилителя мощности может подаваться от генератора смещения.
Генератор смещения дает возможность, не уменьшая анодного напряжения на значение смещения на лампах усилителя мощности, повысить выходную мощность передатчика; он является отдельным источником по отношению к аккумуляторной батарее. Генератор смещения представляет собой генератор звуковой частоты 2—7 кГц на лампе 6ПЗСЕ (Л12). В анодной цепи происходит усиление в схеме с индуктивной обратной связью и контуром L—C.29 в цепи анода.
Сигнал звуковой частоты выпрямляется диодным мостом, сглаживается фильтром L С и подается на потенциометр R5 7. Обмотка реле KL1 используется в УПЗ-70 в качестве дросселя фильтра. С потенциометра снимается отрицательное напряжение (по отношению к общему минусу схемы) на сетки ламп усилителя мощности.
Линейный фильтр. Выходная цепь передатчика. Выходным линейным фильтром приемопередатчика ПВЗК является последовательный контур, настраиваемый в резонанс на частоту передатчика. Линейный контур служит для увеличения входного сопротивления приемопередатчика на частотах, отличных от частоты передачи, и для подавления высших гармоник передаваемых частот. В приемопередатчиках ПВЗД и УПЗ-70 для этого применен четырехзлементный дифференциально-мостиковый фильтр, обладающий большей избирательностью, чем линейный контур. Дифференциально-мостиковый фильтр по сравнению с линейным контуром значительнее снижает перенапряжения, приходящие с линии на анодах ламп усилителя мощности.
Входное сопротивление приемопередатчика в основном определяется линейным фильтром. Потери мощности передатчика в выходном фильтре определяются свойствами фильтра и условиями согласования характеристического сопротивления выходного каскада передатчика. При оптимальном согласовании фильтра с нагрузкой характеристическое сопротивление фильтра, пересчитанное на сторону нагрузки, должно быть равно входному сопротивлению кабеля на средней частоте. При этом фильтр имеет минимальное затухание. На частотах вне полосы пропускания затухание фильтра практически не зависит от условий согласования.
Согласование фильтра с нагрузкой производится изменением числа витков трансформаторов. Входное сопротивление фильтра для частот, отличающихся от частоты настройки более чем на 15%, будет больше 600-800 Ом.
Так как ПВЗД применялись на линиях большой длины, а в УПЗ-70 можно уменьшать выходную мощность (работа на двух лампах в УМ), то в схемах приемопередатчиков нет необходимости иметь встроенные удлинители для введения дополнительного затухания, как в ПВЗК; УПЗ-70 имеет удлинитель 4,3 дБ в отдельном корпусе.
Приемник (рис. 4). В приемопередатчиках УПЗ-70 и ПВЗД ВЧ сигнал с линии попадает на входной фильтр приемника не непосредственно с отвода выходного трансформатора приемопередатчика (как в ПВЗК), а через понижающий трансформатор TL7 с отводами. Это дает возможность устанавливать нужную чувствительность приемника. Трансформатор TL7 отделяет входные цепи от общего минуса схемы.

Рис. 4. Схема приемника УПЗ-70

Индуктивности входного фильтра в приемопередатчиках УПЗ-70 составляют: для диапазона 40-100 кГц - 2 мГн; 100—300 кГц - 0,5 мГн и 300—500 кГц - 0,25 мГн. При дифференциально-фазной защите для получения полосы пропускания Д/, равной 1300 Гц на частотах ниже 120—150 кГц, оба контура шунтируют резисторами 50—100 кОм. На частотах выше 150 кГц минимально осуществимая полоса пропускания контура 1300 Гц, на частоте 300 кГц - 2000-2200 Гц. Заводские данные для приемников УПЗ-70 при дифференциально-фазных защитах: Д/ = = 1300 Гц (диапазон 40-150 кГц), а для частот 150-500 кГц не более 1,2% частоты приема.
Работа приемника и передатчика на разных частотах необходима для исключения влияния отраженных сигналов на фазную характеристику защиты. Уровень отраженных сигналов должен быть ниже порога чувствительности приемника, чтобы он их не воспринимал. Это условие выполняется при разности частот 1,5 кГц. Сигналы же своего передатчика при такой разности частот будут приниматься, так как уровень сигнала выше порога запирания приемника примерно на 26 дБ при использовании только одного детектора.
Каналы дифференциально-фазной защиты при работе на двух частотах с разносом на 1,5 кГц мало расширяют общую полосу частот, обеспечивая ослабление отраженного сигнала своего передатчика не менее чем на 13 дБ. Уход частоты настройки контуров приемника при изменении температуры на ±20 °С составляет не более 0,2% частоты настройки.
Это может привести к изменению затухания фильтра на частоте передатчика на ±2 дБ, что не повлияет на правильную работу приемника.
Высокочастотные выпрямители выполнены на полупроводниковых диодах. Детекторы VD10 и VD11 аналогичны детектору ПВЗК, детекторы VD8 и VD9 служат для передачи сигнала своему приемнику в случае различных частот передачи и приема.
Цепи управления выходной лампы приемника выполнены по более помехоустойчивой схеме, чем у ПВЗК. В отличие от ПВЗК в ПВЗД и УПЗ-70 имеются независимые цепи накала для ламп 6ПЗС и 6Ж1П. Ток накала устанавливают реостатами и контролируют специальными реле. Наличие напряжения от генератора смещения также контролируется отдельным реле KL1. Максимальное напряжение между нитью накала и катодом любой из ламп не превосходит 70 В.
В схеме приемопередатчика УПЗ-70 ликвидированы недостатки схем ПВЗД и ПВЗК. Главные из них: ограниченный диапазон частот (до 300 кГц), недостаточная стабильность работы манипулятора и задающего генератора, повышенное значение остаточного напряжения высокой частоты на выходе передатчика, отсутствие линейного фильтра в ПВЗК. В приемопередатчике УПЗ-70 применена блочно-базовая конструкция. В УПЗ-70 предусмотрен контроль принимаемого сигнала путем установки стрелки прибора на условный сектор шкалы в положении переключателя UBXt „р при исправном канале после наладки. Для повышения чувствительности приемника детектор выполнен по схеме удвоения.
Следует обратить внимание на то, что при низких частотах канала защиты на детекторах VD10, VD11 сумма обратных напряжений от TL6 и отсечки могут в некоторых случаях составить 300 В и более.