На графиках украинских трансграничных перетоков, которые я выкладываю с утра, очевидна взаимосвязь между двумя якорями украинской энергосистемы, привязывающей её с Европой – молдавским транзитом через приднестровскую Молдавскую ГРЭС и закарпатской группой ВЛ, связанных с Бурштынской ТЭС, ПС 750 кВ Западноукраинская и 400 кВ Мукачево.
Небольшое отступление, зачем я это делаю. Дело в том, что ранее сайт ENSTO-E просматривал в основном в моменты массированных атак на энергосистему, когда по перетокам можно судить о результатах этих самых атак. Однако при анализе новогодних перетоков (а также при подготовке материалов по самим ударам), выяснилось, что и между ударами там иногда фиксируются интересные изменения, говорящие о каких-либо изменениях в энергосистемах, как украинской, так и европейской. Поэтому я и решил, что лучше делать некий ежедневный обзор с фиксацией основных параметров и комментарием замеченных отклонений.
Ну и надеюсь, что мои читатели всё-таки немного представляют, что из себя представляет молдавский транзит и закарпатская группа ВЛ…
В энергосистеме тысячи энергообъектов, между которыми необходимо организовать обмен данными. Если европейская ENSTO-E (более корректно брать единые энергосистемы, типа европейской континентальной UCTE) находится, по крайней мере, в давно обитаемых и освоенных местностях, то у российской ЕЭС достаточно мест, где цивилизация пришла в виде энергетиков-строителей. Каким же образом организовывается связь там?
В простейших энергосистемах типа «ГЭС на ближайшей речке – лампочки Ильича в соседней деревне» связь между энергообъектами вполне могла быть и голосовая, типа «сейчас включу». В более продвинутых системах, соответственно, задействовались и более продвинутые устройства типа телефона или телеграфа (они и сейчас никуда не делись). До поры до времени их вполне хватало для передачи информации, благо оперативность её передачи особой роли не играла. Но шло время – энергосистемы разрастались, в них появлялись всё более и более сложные устройства, в частности – устройства релейной защиты. В 30-е годы в СССР и США велась разработка (а потом и внедрение) дифференциальных защит, требующих предоставления информации о токах на обоих концах защищаемой воздушной линии. В 1936 году в Союзе заработал первый канал высокочастотной защиты, на ВЛ 110 кВ Кашира – Москва. Передача данных по этому каналу осуществлялась с помощью высокочастотной связи (ВЧ-связи)…
С одной стороны, ВЧ-связь сильно напоминает обычную телефонную – некий электрический сигнал передаётся по проводнику с одного устройства на другое. С другой – основной функцией ВЛ всё-таки является передача электроэнергии на совсем не телефонном напряжении (вплоть до 750 кВ). В связи с этим канал ВЧ-связи подвергается очень серьёзным испытаниям – воздействию ударов молнии, коронных и дуговых разрядов, коммутационным перенапряжениям. Ну и частота сигнала, естественно, должна сильно отличаться от промышленных 50 герц, как правило, рабочий диапазон от 20 до 1000 килогерц.
Для выделения ВЧ-сигнала используют высокочастотный фильтр, состоящий из катушки индуктивности (L, её называют ВЧ-заградитель) и ёмкости (С, конденсатор связи). Эти два устройства могут быть объединены в одно (как на рисунке ниже), но обычно это два раздельных устройства: ВЧ-заградитель подвешен на опоре ВЛ или на портале, а конденсатор связи устанавливается на земле.
Именно ВЧ-заградитель (достаточно габаритный прибор) позволяет установить наличие ВЧ-связи на линии.
На Украине ВЧ-связь представлена весьма широко.
В России ВЧ-связь, естественно, тоже имеет место быть. И удостовериться в этом очень легко:
Однако, прогресс энергосистем продолжался. Информации для передачи становилось всё больше, различных систем становилось всё больше, например, появилась телемеханика – дистанционное управление оборудованием подстанций. И на замену ВЧ-связи пришли оптоволоконные линии связи – ВОЛС. Однако, если для ВЧ-связи используются вполне себе обычные провода, то для прокладки ВОЛС необходимы особые кабели – ВОК, волоконно-оптические кабели.
Если ВЧ-связь на ВЛ использовалась, как правило, только самими энергетиками (хотя есть легенда, что в 1941 году связь с полуокружённой Тулой поддерживалась именно по ВЧ-связи ВЛ 110 кВ Кашира – Тула), то вот ВОЛС на ВЛ частенько используется и сторонними организациями (естественно, при согласовании). Примеры приведены на рисунке выше – как правило, энергетикам для собственных нужд вполне хватает одной ВОЛС.
Как ни странно, часто путают термины ВОЛС и ВОК, не понятно, почему. ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи. А ВОК – волоконно-оптический кабель, т.е. один из элементов ВОЛС.
Для ВОЛС, прокладываемых по ВЛ, используется четыре типа ВОК:
1) ОКГТ – оптоволоконный кабель, встроенный в грозозащитный трос. Подвешивается взамен обычного грозотроса или совместно с ним;
2) ОКСН – оптоволоконный кабель, самонесущий. Подвешивается, как правило, на ствол опоры, поблизости от точки наименьшей напряжённости электрического поля (можно сказать, примерно на одинаковом расстоянии от проводов);
Эти два типа ВОК применяются на абсолютном большинстве ВОЛС. При этом, как правило, ОКГТ применяется на новых ВЛ (хотя как-то умудряются применять и на старых), ОКСН – на старых. На самом деле, опоры вплоть до последнего времени не были рассчитаны на применение ни того, ни другого ВОК – но тем не менее.
3) ОКНН – оптоволоконный кабель, навиваемый на фазный провод или грозозащитный трос;
4) ОКФП – оптоволоконный кабель, встраиваемый в фазный провод. Строение кабеля, в общем, похоже на ОКГТ.
Эти два типа ВОК крайне мало распространены (единичные случаи) в связи с особенностями эксплуатации.
А прогресс на этом не остановился - появилась сотовая и спутниковая связь, сразу же нашедшие применение в энергосистемах, например, для получения информации с многочисленных новомодных устройств (для примера - датчиков коротких замыканий, которых устанавливается просто немеряно, и никаких обычных линий связи на них просто не хватит) или с удалённых подстанций.
Таким образом, связь в энергосистеме обеспечивается четырьмя способами:
1) обычными телеграфными/телефонными линиями;
2) ВЧ-связью по проводам ВЛ;
3) ВОЛС, проложенных по ВЛ;
4) через мобильную телефонную (сотовую) или спутниковую связь.
Естественно, линии связи резервируются и, по возможности, как раз различными способами – ведь авария на ВЛ вполне может прервать и ВЧ-связь, и ВОЛС…
Ну и совсем немного о том, куда же все эти линии приходят на электростанциях и подстанциях. Как правило, от приёмных порталов, на или около которых располагаются концевые муфты ВОК (в случае ВОЛС) или фильтр присоединения (в случае ВЧ-связи), линии связи кабелем по лоткам проходят через распредустройство в помещение связи, как правило, располагающее либо в административном или главном корпусе электростанции или общеподстанционном пункте управления подстанции.
