РЕФЕРАТ
Целью дипломной работы является разработка функциональной схемы блока приемника цифровой системы передачи информации высокочастотным каналом связи по высоковольтным линиям электропередачи.
Работа посвящена вопросу перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала, в уже существующих образцах ВЧ аппаратуры релейной защиты и противоаварийой автоматики (РЗ и ПА), используемой в энергетических системах России. В техническом задании требуется разработать функциональную схему цифрового приёмника ВЧ сигнала с сохранением преемственности параметров с прежней аппаратурой, т.е. конструктивно блок приемника сопрягается с остальными блоками аппаратуры РЗ и ПА, но обладает рядом достоинств присущих цифровой аппаратуре, выгодно отличающих её от аналоговой.
На данном этапе создан экспериментальный образец, который проходит лабораторные испытания.
Внедрение разработанного приемника позволит унифицировать блок аппаратуры релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗ и ПА). Что повысит удобство и эффективность работы с ней при изменении конфигурации линии электропередачи.
В пояснительной записке содержится 75 страниц.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЧ – КАНАЛА СВЯЗИ ПО ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ЛИНИЯМ
1.1 Конструктивные особенности линий электропередачи
1.2 Структура канала связи
1.3 Особенности ВЧ связи по ВЛ
1.4 Характеристики каналов ВЧ связи
1.5 Уровни помех и линейных затуханий
1.5.1 Электрические помехи в каналах ВЧ связи по ВЛ
1.5.2 Линейные затухания в ВЧ тракте.
1.5.3 Минимальный уровень принимаемого сигнала
2. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ БЛОКА ПРИЕМНИКА
2.1 Общие сведения
2.2 Структурная схема цифрового приемника аппаратуры АКА-16 ПРМ
2.3 Линейный тракт приемника
2.4 Функциональная схема аппаратуры каналов автоматики АКА-16 ПРМ
3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И ПРОВЕРКА РАБОТЫ ОСНОВНЫХ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ ПРИЕМНИКА
3.1 Оценка разрядности входного и выходного сигналов
3.2 Выбор элементов
3.3 Проверка работы модели на аппаратуре
4. ЛИСТИНГ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЛОКА ПРИЕМНИКА
4.1 Возможные неисправности и действия при их возникновении...
5.БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
5.1 Краткая характеристика проекта
5.2 Безопасность проекта
5.2.1 Электробезопасность
5.2.2 Пожарная безопасность
5.2.3 Микроклимат на рабочем месте
5.2.4 Освещенность на рабочем месте
5.2.5 Шумы и вибрации
5.3 Эргономичность проекта
5.3.1 Эргономические требования к рабочему месту
5.4 Экологичность проекта
5.4.1 Ионизационное излучение
5.4.2 Электромагнитное излучение
5.4.3 Статическое электричество
5.5 Черезвычайные ситуации
5.6 Вывод о безопасности и экологичности проекта
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
6.1 Расчетное обоснование проекта
6.2 Расчет материальных затрат
6.3 Расчет основной заработной платы
6.4 Расчет дополнительной заработной платы
6.5 Затраты на социальные выплаты
6.6 Затраты на электроэнергию
6.7 Амортизационные отчисления
6.8 Накладные расходы
6.9 Калькуляция затрат
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Структурная схема цифрового приемника
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Функциональная схема АКА-16 ПРМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Функциональная схема управления реле команд
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Фрагмент программного обеспечения ADSP-2191M
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
Таблица 1
| № | Наименование документа | Обозначение | Формат | Примечание |
| 1 | Пояснительная записка | 2007.3033.581 ПЗ | А4 | 80 листов |
| 2 | Схема организации ВЧ-канала связи по ВЛ. | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
| 3 | Структурная схема многофункционального приёмопередатчика для ВЧ-канала связи по ВЛ. | 2007.3033.581 Э1 | А1 | 1 лист |
| 4 | Схема электрическая принципиальная блока ПРМ. | 2007.3033.581 Э3 | А1 | 1 лист |
| 5 | Общий вид блока ПРМ. | 2007.3033.581 ОВ | А1 | 1 лист |
| 6 | Печатная плата блока ПРМ. | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
| 7 | Результаты анализа приёмного тракта | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
Список условных сокращений
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
БВ1 - блок вспомогательных устройств
БП - блок питания
ВЛ - высоковольтная линия
ВЧ - высокая частота
ГЕН - блок синтезаторов частот
ЖКИ - жидкокристаллический индикатор
ЗИП - комплект запасных частей, инструментов и принадлежностей
КЧ - контрольная частота
ЛФ - линейный фильтр
НЧ - низкая частота
ПА - противоаварийная автоматика
ПДПА - блок управления выходными реле
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство
ПРВЧ - блок высокочастотного приемника
ПРТЧ - блок приемника тональных частот
ПРЦ - блок процессора
ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина
РЭ - руководство по эксплуатации
ТО - техническое обслуживание
ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика
УВЧ - усилитель высокой частоты
ФНЧ - фильтр низкой частоты
ШОУ - широкополосный операционный усилитель
ОБП - одна боковая полоса с подавлением несущей
АТП - аналоговый тракт приемника
БДК - блок дискретизации и квантования
Введение
Актуальность перевода приемной части аппаратуры релейных защит и противоаварийной автоматики на цифровую форму обработки вызвана несколькими причинами:
1. Заводом изготовителем прекращены поставки кварцевых фильтров 16-порядка ФП 204 с полосой пропускания 3.1 кГц, ввиду экономической нецелесообразности штучного производства дорогих и не технологичных приборов.
2. Современные цифровые технологии позволяют создавать на основе существующих линий дополнительные каналы управления, связи и диспетчерской сети.
3. Технологичность изготовления, компактность, малые габариты и снижение себестоимости при переходе на цифровые технологии, вот основные критерии, заставляющие вести работы в этом направлении.
В России использование линий электропередачи для связи началось почти одновременно с появлением самих ЛЭП. Этот вид связи является основным средством дальней межобъектной связи в энергетике.[1]
Низкие затраты на сооружение и эксплуатацию каналов ВЧ связи по ВЛ и высокая надёжность обусловили их широкое распространение в энергосистемах многих стран мира. Высокочастотная связь по ВЛ является разновидностью техники дальней связи и имеет много общего со связью по специальным воздушным, кабельным и радиорелейным линиям связи. Однако ВЧ связь по ВЛ обладает рядом особенностей, отличающих её от всех других видов дальней связи. В первую очередь это специфические условия распространения сигналов по многороводным неоднородным линиям больших габаритов, большие уровни электрических помех, вызванных наличием на проводах высокого напряжения промышленной частоты, необходимость в специальных устройствах для присоединения ВЧ аппаратуры к проводам ВЛ. и др. В силу этих особенностей ВЧ связь по ВЛ сформировалась как самостоятельная область техники. [1]
Высокочастотный канал связи используется, как правило, для сигналов релейных защит и противоаварийной автоматики и служебной телефонии. Релейная защита ВЛ предназначена для быстрого отключения линии при возникновении на ней повреждения, что необходимо для обеспечения нормальной работы остальной (неповреждённой ) части сети. Повреждённая линия должна быть отключена с обеих сторон. Потребители обычно получают электроснабжение не менее чем по двум линиям электропередачи. Поэтому при возникновении повреждения на одной ВЛ электроснабжение потребителя не нарушится, если повреждённая линия будет быстро отключена от остальной сети. При коротком замыкании между проводами или проводов на землю к месту КЗ течёт ток короткого замыкания. Чем больше мощность энергосистемы, тем больше ток КЗ и тем быстрее необходимо изолировать повреждённую линию от остальной сети высокого напряжения.
Устройства релейной защиты должны отличать повреждения на защищаемой линии, т.е. в зоне действия защиты, от повреждения на других линиях. Такие повреждения называются внешними. Применяемые в настоящее время устройства релейной защиты реагируют на изменения токов и напряжений промышленной частоты на концах защищаемой линии, т.е. в местах захода линии на шины подстанции. Трудности создания таких защит обусловлены тем, что токи при КЗ в различных точках сети могут изменяться в широких пределах в зависимости от режима работы сети в целом. В некоторых слуаях при внешних КЗ ток данной линии может быть больше, чем при КЗ на этой линии. На некоторых линиях минимальные токи КЗ могут быть меньше максимальновозможных токов нагрузки. Поэтому на одном из концов линии нельзя найти однозначных критериев, позволяющих отличить КЗ на защищаемой линии от внешних КЗ или от нормального режима.[1]
Задача выявления КЗ на защищаемой линии успешно решается, если обеспечен обмен информацией между двумя полукомплектами защиты, установленными по концам защищаемой линии. Информация между этими полукомплектами передаётся по каналу ВЧ связи создаваемого по фазным проводам той же линии. Релейные защиты линии, использующие канал ВЧ связи по ВЛ, называются высокочастотными.
Данная дипломная работа посвящена вопросу перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала, в уже существующих образцах ВЧ аппаратуры релейной защиты и противоаварийной автоматики, используемой в энергетических системах России, от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала. В техническом задании требуется разработать функциональную схему цифрового приёмника ВЧ сигнала с сохранением преемственности параметров с прежней аппаратурой, т.е. конструктивно он сопрягается с остальными блоками аппаратуры РЗ и ПА, но обладает рядом достоинств присущих цифровой аппаратуре, выгодно отличающих её от аналоговой.