Целью разработки концепции развития средств ВЧ

Глушко С.И., ОАО «ФСК ЕЭС»
Брауде Л.И., Скитальцев В.С., Шкарин Ю.П., ОАО «ВНИИЭ»
Доклад
КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ВЧ СВЯЗИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ РОССИИ
Целью разработки концепции развития средств ВЧ связи по ЛЭП являлось:

определение места ВЧ связи по линиям электропередачи высокого
напряжения в составе единой национальной сети связи электроэнергетики
(ЕНССЭ);

определение области применения ВЧ каналов по ЛЭП, использующихся для передачи различных видов информации;

определение направлений развития техники ВЧ связи по ЛЭП;

разработка рекомендаций по проведению реконструкции существующей сети ВЧ каналов по ЛЭП.
В разработке концепции приняли участие работники ОАО «ВНИИЭ», ОАО
«ФСК ЕЭС», ОАО «СО-ЦДУ» и другие.
Каналы ВЧ связи, использующие в качестве среды распространения сигналов провода высоковольтных линий электропередачи, применяются для передачи
информации электроэнергетиками всего мира. Виды и объемы информации, передаваемые по ВЧ каналам, во всех странах различны. По данным СИГРЭ число
ВЧ каналов составляет в среднем 7% от общего числа каналов в ведомственной
сети связи электроэнергетики промышленно развитых стран. В то же время, по
разным странам этот процент существенно отличается от среднего значения, доходя в некоторых случаях до 20-30%.
Практически во всех странах ВЧ каналы используются для передачи сигналов релейной защиты (РЗ), а во многих странах - для передачи данных (ПД), речи
и других типов информации.
В РФ по ВЧ каналам по ЛЭП передаются все виды информации, необходимой для управления работой энергосистем и объединений энергосистем, как в
нормальных режимах работы, так и при аварийных ситуациях:
 сигналы РЗ;
 сигналы ПА;
 речь – для обеспечения оперативно-диспетчерского и административно – технологического управления;
 сигналы ТМ – для обеспечения систем АСДУ, АРЧМ, АСУ и АСУ–ТП
телеизмерениями, телесигнализацией, телеуправлением;
 данные АСКУЭ;
 межмашинный обмен для обеспечения систем АСУ и АСУ–ТП;
 факсимиле, электронная почта;
ВЧ каналы являются составной частью опорной сети нижнего уровня
ЕССЭ. Эти каналы обеспечивают передачу перечисленной выше информации
между объектами, входящими в состав МЭС и АО Энерго, а также между объектами электрической сети, находящимися в управлении РДУ и, реже, ОДУ.
В настоящее время ВЧ каналы по ЛЭП являются одним из основных видов
каналов связи электроэнергетики и останутся таковыми, по видимому, в течение
не менее 15-20 лет. На 1.01.03 число ВЧ каналов по ЛЭП всех назначений примерно равно 60000. При этом доля от общего числа каналов ЕНССЭ только кана-
лов передачи речи, данных и сигналов телемеханики составляет 28%. В перспективе на последующие 15 лет число ВЧ каналов по ЛЭП составит (15 –20)% от общего числа каналов ЕНССЭ. При этом абсолютное число ВЧ каналов по ЛЭП возрастет по отношению к сегодняшним цифрам.
Весьма значительна роль ВЧ каналов РЗ и ПА в электроэнергетике РФ.
Обусловлено это тем, что основными видами релейной защиты ВЛ 110 кВ и выше
являются высокочастотные защиты (дифференциально-фазные (ДФЗ) и дистанционные), составной частью которых является ВЧ канал.
В системах ПА ВЧ каналы играют важнейшую роль, по ним передается
практически 100% всей необходимой информации. Передача производится от
энергообъектов в центры противоаварийного управления и обратно. К каналам ПА
предъявляются жесткие требования по обеспечению малой вероятности ложного
действия и высокой надежности передачи команд при малом времени передачи.
При этом команды должны передаваться через место короткого замыкания на
ЛЭП.
При этом следует отметить, что до 96% аппаратуры, используемой в России для построения ВЧ каналов всех типов, выпущено до 1980 года. Вся эта аппаратура морально и физически устарела и не отвечает современным требованиям по объёмам передаваемой информации, надежности и достоверности её
передачи, а также по организации эксплуатации.
Необходимо проведение модернизации (реконструкции) системы ВЧ каналов по ЛЭП с заменой существующего устаревшего и ненадежного оборудования,
основанного на аналоговой обработке информации, новым, отвечающим современным требованиям и вписывающимся в общую концепцию построения единой
национальной сети связи электроэнергетики.
Реконструкция должна проводиться по конкретным регионам (МЭС, РСК,
РДУ, АО Энерго). Она должна базироваться на результатах предварительно проведенного обследования существующей сети ВЧ каналов этих регионов и опираться на последние достижения в области апробированных практикой разработок аппаратуры ВЧ каналов по ЛЭП.
Для модернизации сети ВЧ связи должна использоваться современная аппаратура с цифровым преобразованием сигналов, как второго поколения (с частотным разделением каналов) так и третьего поколения (с временным разделением каналов)
При этом выбор аппаратуры должен производиться в каждом конкретном
случае с учетом преимуществ и недостатков аппаратуры каждого поколения и выполнения требований, предъявляемых ко времени доставки различных видов информации и достоверности ее воспроизведения. Генеральным направлением
развития аппаратуры ВЧ каналов РЗ и ПА должно стать использование для преобразования сигналов цифровых технологий, наличие развитой системы мониторинга. При необходимости передачи речи, сигналов ТМ, ПД, РЗ и ПА, предпочтительно использовать аппаратуру, способную передавать в одном канале все эти
виды сигналов, то есть многофункциональную аппаратуру.
Должно быть обеспечено улучшение качества аппаратуры обработки и
присоединения ВЧ каналов.
Модернизация системы каналов ВЧ связи по ЛЭП должна привести к следующим результатам:
 повысить надежность и достоверность передачи информации всех видов;
 облегчить проблему выбора частот благодаря использованию аппаратуры с более высокой спектральной эффективностью и высокой избирательностью;
 увеличить число используемых в сети телефонных каналов и каналов
ПД;
2
 дать возможность создания каналов ПД с более высокой скоростью передачи для систем SCADA и других систем управления;
 привести к улучшению качества обслуживания сети ВЧ каналов за счет
возможности мониторинга оборудования с ведением протокола появления различных событий;
 уменьшить затраты на обслуживание оборудования, так как чем старее
оборудование, тем дороже его обслуживание;
 обеспечить простую адаптацию аппаратуры к изменениям условий эксплуатации, включая изменение конфигурации и/или рабочих частот с помощью
программного обеспечения.
При выборе аппаратуры уплотнения, используемой при передаче речи,
данных и сигналов ТМ, для модернизации сети ВЧ каналов необходимо ориентироваться на современную аппаратуру.
Ввод в работу и эксплуатация ВЧ каналов должны производиться специализированными сервисными центрами, имеющими необходимое материальнотехническое обеспечение (в том числе, необходимый парк приборов и необходимый запас основных блоков обслуживаемой аппаратуры). Работа по обеспечению
эксплуатации, проводимая сервисными центрами, должна основываться на данных, полученных от системы мониторинга.
Для создания ВЧ каналов на всех этапах их реализации необходим высококвалифицированный персонал. Подготовка этого персонала должна проходить в
рамках отраслевой системы подготовки и переподготовки кадров. Необходимо создать в различных регионах страны сеть постоянно действующих курсов, работающих на основе специально разработанных программ обучения. Необходимо издание соответствующих учебных пособий, к подготовке которых должны привлекаться сотрудники НИИ и проектных институтов. Кроме того, необходимо проведение периодических конференций по вопросам ВЧ связи по ЛЭП, а также организация специализированного интернет-сайта по тематике ВЧ связи.
Для претворения в жизнь концепции необходимо провести ряд НИОКР.
Основными направлениями НИР и НИОКР следует считать:

развитие существующих и разработка новых принципов (в том числе
адаптивных) функционирования ВЧ аппаратуры третьего (четвертого) поколений с
целью улучшения ее параметров; обеспечение мониторинга сети и ее управления;

продолжение развития ВЧ аппаратуры второго поколения, имеющей
определенные преимущества перед аппаратурой третьего поколения (меньшее
время задержки, большая устойчивость к коммутационным помехам и к скачкообразным изменениям параметров ВЧ тракта).

разработка нормативной документации.
Для обеспечения надлежащего качества разработки, проектирования и эксплуатации ВЧ каналов по ЛЭП необходимо произвести пересмотр и дополнение
нормативно-технической документации. В числе необходимых документов:
 рекомендации по объемам передаваемой информации с энергообъектов;
 руководящие указания по выбору частот высокочастотных каналов по линиям электропередачи 35, 110, 220, 330, 500 и 750 кВ;
 руководящие указания по проектированию каналов ВЧ связи с определением норм на эти каналы (новый документ);
 общие технические требования к аппаратуре ВЧ связи (новый документ);
 руководство по вводу в работу и эксплуатации цифровых каналов (новый
документ).
Научно-исследовательские работы необходимые для реализации настоящей концепции должны проводиться отраслевыми институтами ОАО «ФСК ЕЭС».
3
Лаборатории отраслевых НИИ должны быть в приоритетном порядке обеспечены
людскими и материальными ресурсами, позволяющими им проводить необходимые для отрасли работы. В частности, необходимо обновить и расширить парк
приборов. Должен быть создан испытательный центр, обеспечивающий проведение испытаний необходимых для подготовки экспертных заключений. Особое
внимание должно быть уделено привлечению молодых специалистов к работе в
отраслевых НИИ. В противном случае ОАО «ФСК ЕЭС» будет обречено приобретать исключительно импортную технику, даже не адаптированную к работе в электрических сетях РФ.
Решение всех перечисленных вопросов и проблем может не осуществиться
без кардинального изменения отношения к научно-исследовательским институтам отрасли. В связи с тем, что отраслевые НИИ практически не финансировались последние 15 лет, средний возраст сотрудников сравнялся с пенсионным
(из-за крайне низкой зарплаты и, соответственно, отсутствия молодого пополнения), а парк приборов и ПЭВМ катастрофически устарел. Если не принять экстренные меры, то в ближайшие годы научная школа будет утеряна, и реализовывать настоящую концепцию будет некому.
4