УСТРОЙСТВО ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВЯЗИ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть применена на энергообъектах (электрических подстанциях) всех классов напряжения, в системах технологического наблюдения, предназначенных для открытых и закрытых распределительных устройств (ОРУ и ЗРУ), а также общеподстанционных пунктах управления (ОПУ) подстанцией, с целью контроля безопасности технического персонала и/или коммутационного оборудования при проведении работ в электроустановках разных типов и их переключениях. Обычно, каналами связи для сбора информации с таких подстанций выступают каналы цифровой высокочастотной (ВЧ) связи в узкой полосе частот 4-12 кГц.
Для контроля положения распределительных устройств на электрической подстанции при производстве переключений с помощью телеуправления, а также контроля отсутствия персонала возле распределительных устройств в момент переключения может использоваться технологическое наблюдение с использованием различных камер.
Из уровня техники известны устройства высокочастотной связи по линиям электропередачи (например, аппаратура связи и телемеханики ССТМ "ES100"), оснащенные модулями Ethernet, позволяющими передавать поток технологического видеонаблюдения по локальным вычислительным сетям, образованным с помощью данной аппаратуры [1].
Основным недостатком организации технологического наблюдения (ТН) на электрических подстанциях по цифровым каналам ВЧ связи, с использованием указанных решений, является синхронная организация протоколов передачи данных, а поскольку частота обновления кадров является фиксированной и зависит от настроек камеры, то передавать такую информацию по каналам связи, имеющим скорость передачи ниже требуемой, даже с учетом наличия сжатия не представляется возможным.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка устройства высокочастотной связи по линиям электропередачи, лишенного недостатков аналогов и обеспечивающего оптимизацию передачи фото- и видеоданных с камер технологического наблюдения, установленных на электрических подстанциях, в условиях использования каналов ВЧ связи с крайне ограниченным радиочастотным спектром и низкой скоростью.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении организации
технологического наблюдения на электрических подстанциях через низкоскоростные каналы (например, 9600 бит/с), образованные аппаратурой высокочастотной связи по линиям электропередачи, в том числе в симплексном режиме.
Технический результат достигается за счет того, что устройство высокочастотной связи по линиям электропередачи содержит блок технологического наблюдения, выполненный с возможностью прореживания кадров для снижения их частоты и, как следствие, уменьшения требуемой скорости передачи данных (до 9600 бит/с), полученных от камеры технологического наблюдения, и передачи обработанных данных в цифровой канал высокочастотной связи.
Целесообразно, чтобы блок технологического наблюдения был выполнен с возможностью сжатия и/или кадрирования фото- и/или видеоданных, полученных от камеры технологического наблюдения.
Целесообразно, чтобы блок технологического наблюдения был выполнен с возможностью передачи обработанных данных в цифровой канал связи, образованный устройствами связи по линиям электропередачи.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена блок-схема организации технологического наблюдения с использованием полезной модели, где
1 - камера наблюдения;
2 - устройство ВЧ по линиям электропередачи с блоком ТН;
3 - цифровой канал связи по линиям электропередачи;
4 - устройство ВЧ связи;
5 - устройство приема и отображения данных.
В предпочтительном варианте осуществления устройство высокочастотной связи по линиям электропередачи содержит блок управления, по меньшей мере один блок обработки сигнала, по меньшей мере один блок питания, по меньшей мере один блок устройства линейного и по меньшей мере один усилитель мощности, а также блок технологического наблюдения.
Блок технологического наблюдения выполнен с возможностью обработки фото и/или видео изображений, полученных от камер технологического наблюдения, установленных для обзора распределительных устройств на электрической подстанции, и передачи обработанных данных в цифровой канал связи, образованный устройствами высокочастотной
связи по линиям электропередачи.
Устройство ВЧ связи с блоком технологического наблюдения 2 (согласно полезной модели), а также другое устройство ВЧ связи по линиям электропередачи 4, установленное, как правило, в центре диспетчерского управления, образуют цифровой канал связи по линиям электропередачи 3. На устройство ВЧ связи с блоком технологического наблюдения 2 поступают данные с камеры 1 в виде фото- или видеоинформации, например, по сети Ethernet с использованием протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) и RTSP (Real-Time Streaming Protocol). Специализированный блок технологического наблюдения в устройстве производит обработку полученной информации (прореживание кадров, а также осуществляет сжатие и/или кадрирование) и отправляет обработанную информацию в цифровой канал связи 3, например, с использованием последовательного интерфейса RS-485.
Прореживание кадров может осуществляться, например, за счет отбрасывания при обработке промежуточных кадров кодека Н.264 и передачи только опорных кадров, с полной информацией об изображении.
При сжатии изображение может преобразовываться из цветового пространства RGB в YCbCr, далее для каналов изображения Cb и Cr, отвечающих за цвет, выполняется «прореживание», которое заключается в том, что каждому блоку из 4 пикселей канала Y ставятся в соответствие усредненные значения Cb и Cr. Далее яркостный компонент Y и отвечающие за цвет компоненты Cb и Cr разбиваются на блоки 8x8 пикселей. Каждый такой блок подвергается дискретному косинусному преобразованию (ДКП). Полученные коэффициенты ДКП квантуются (для Y, Cb и Cr в общем случае используются разные матрицы квантования) и пакуются с использованием кодирования серий и кодов Хаффмана.
Устройство ВЧ связи 4 получает обработанные данные по каналу связи 3 и отправляет в устройство приема и отображения данных 5, например, по сети Ethernet с использованием протоколов TCP/IP и HTTP, которое обрабатывает полученную информацию и отображает фото- либо видеокадры диспетчеру, производящему манипуляции с распределительными устройствами на электрической подстанции посредством телеуправления.
Таким образом, с помощью предложенной полезной модели становится возможной организация технологического наблюдения за состоянием распределительных устройств на подстанции, а также контроль отсутствия персонала в опасной зоне в момент производства переключений по цифровым каналам высокочастотной связи, организованным в узкой полосе частот (4-12 кГц).
Источники информации
1. https://multio.ru/apparatura-vch-svyazi-sstm-es100.