ARTECHE Bibinas de Bloqueo

5/24/2018 ARTECHE Bibinas de Bloqueo

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Bobinas de Bloqueo

Line Traps


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Introduction

Fast and reliable data transmission is of extreme impor-tance in the control and operation of electric power net-works and different systems can be used to achieve this.One of the most economical and widely used methods of

data transmission is the one which utilises the mainpower circuit as the path for the signal. This is usuallycalled Power Line Carrier (P.L.C.) and transfers the data ata high frequency along the power lines. Line traps areused in the P.L.C. system to prevent the excessive loss ofpower of the P.L.C. signal through undesired path such aspower transformers and reactors, etc.

Line traps are devices comprising parallel connected reac-tors and capacitors, tuned to obtain a blocking impedan-ce characteristic at the signal carrying frequency. They areconnected in series on the transmission line at the requi-red location (Fig. 1).

Description

Line traps must be of a high impedance at the power linecarrier frequency, blocking the path of this frequency sig-nal while the impedance to the power system frequency(50 Hz to 60 Hz) should remain as low as possible and notadversely affect the operation or service of the system.Frequency bands covered by line traps are between 50kHz and 490 kHz.

This frequency band is limited at its lower value by the

higher modulating frequency value to be used. Although

Utilizacin

Para garantizar la calidad y continuidad en el suministrode energa elctrica, es imprescindible disponer de siste-mas de teletransmisin de datos de gran fiabilidad.Adems, cuando ste se superpone al propio sistema de

transporte de la energa elctrica, no debe, en ningncaso, perjudicar la seguridad en la explotacin.

Las bobinas de bloqueo, tambin denominadas circuitostapn o trampas de onda, son esencialmente filtros elc-tricos de autoinduccin-capacidad en conexin paralelo.Se montan en serie con los conductores, en determina-dos puntos del sistema elctrico, con el objeto de confi-nar la alta frecuencia, portadora de la informacin, dentrode una secciones de lnea prefijadas. (Fig. 1)

Generalidades

Para realizar correctamente su funcin, la bobina de blo-queo debe presentar una elevada impedancia a la alta fre-cuencia de la onda portadora, lo cual evita que la sealse pierda al impedir su paso a travs de ella. Por el con-trario, la impedancia a la frecuencia nominal de la red (50 60 Hz) debe ser de un valor muy bajo, a fin de reduciral mnimo los efectos sobre la transmisin de la energaelctrica (Fig. 1).

La banda de frecuencias portadoras a cubrir por los cir-cuitos tapn se extiende desde 50 kHz hasta 490 kHz.

Esta banda de frecuencias est limitada en su extremoinferior por la frecuencia moduladora ms alta a transmi-tir. Aunque el espectro audible del odo humano se extien-

de de 20 Hz a 20 kHz, se obtiene una buena inteligibili-dad modulando la portadora con un espectro restringido

1

Fig. 1. Esquema de principio de insercin de los circuitosde bloqueo en un tramo de lnea de alta tensin.

Fig. 1. Diagram of a Power Line Carrier Channel.

EMISORRECEPTOR

TRANSMITTERRECEIVER

RECEPTOREMISOR

RECEIVERTRANSMITTER


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the human ear can detect frequencies from 20 Hz to 20kHz quite discernible signals can be obtained by themodulation of the carrier wave with frequencies varyingfrom 350 Hz to 3500Hz only, so a minimum 4 kHz bandwidth should be used when a single side band modulationis used. This value is not easily obtained with carrier fre-quencies lower than 50 kHz, inductances lower than 0.5

mH and resistances of about 600 ohms.

Legislation and local administration may partially restrictthe use of some frequency bands within the range from 50kHz to 490 kHz to prevent interferences with other com-munication systems.

Present high voltage lines have very high short circuitcurrents to which the line traps are subjected. These highcurrents develop severe mechanical forces within themain coil of the line trap. The line traps should thereforebe capable of withstanding such forces as well as swit-

ching and lightning overvoltages, thermal overloading andpossible seismic loading to ensure their proper perfor-mance.

Construction

ARTECHE line traps comprise a main coil, wound fromstranded aluminium cable which is designed and rated inaccordance with the maximum current of the system.

The stranded aluminium cable is normally, continuouslywound, in one layer. If more than one layer is required,separation between layers is achieved by means of spacer

bars of epoxy resin and fibreglass. The spacing bars alsoserve to provide cooling ducts between winding layers.

de una dcada, comprendido entre 350 Hz y 3.500 Hz,siendo necesario, si se utiliza un sistema de modulacinen banda lateral nica, un ancho de banda mnimo deunos 4 kHz, difcil de obtener con portadoras fcN< 50 kHz,autoinducciones LN 0,5 mH, y resistencias ZbN600 h .

Dentro de esta banda 50 490 kHz, las administraciones

pueden restringir parcialmente la utilizacin de algunasfranjas de frecuencia para evitar interferencias con otrosservicios.

Por otra parte, las corrientes de cortocircuito en las lne-as de A.T. son cada vez ms elevadas. En consecuencia,las bobinas de bloqueo deben poder soportar grandesesfuerzos mecnicos sin que se vean afectadas elctricani mecnicamente.

Construccin

La parte principal de la bobina de bloqueo la constituyeuna autoinduccin formada por un cable de aluminio quees recorrido por la corriente de la red, y que se calcula enfuncin de los parmetros de sta.

El cable de aluminio va arrollado helicoidalmente. Cuandopor las caractersticas exigidas a la bobina sta se cons-truye con ms de una capa de cable, stas van apoyadassobre unos separadores de fibra de vidrio y epoxy, a fin demantener fija su distancia relativa.

El cable va recubierto de un filamento continuo de fibra devidrio impregnado en resina epxida y ambos extremos

del mismo terminan en crucetas colectoras de perfil dealuminio.

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Es importante hacer constatar que en la bobina de blo-queo todas la conexiones son soldadas, a excepcin delpararrayos y el sintonizador donde se utilizan conexionespor presin.

El clculo de las bobinas se realiza por ordenador ya queel desarrollo matemtico para definir las caractersticasconstructivas es muy complejo. Sus dimensiones y fija-cin se recogen en la tabla adjunta.

Resistencia Trmica

Las bobinas de bloqueo ARTECHE estn dimensionadaspara la clase de temperatura F, segn la norma CEI-353,que admite una elevacin de temperatura media de 100 oC(medida por el mtodo de resistencia) y una elevacin detemperatura del punto ms caliente de 115 oC.

Sintonizacin

Se denomina sintonizador al conjunto de componentesdiscretos, o elementos pasivos de circuito (L,C,R) que seutilizan para hacer resonar la autoinduccin principal (LN)a la frecuencia central (fcN) y para obtener el ancho debanda deseado ( f1N) a la impedancia nominal de blo-queo (ZbN).

Esta sintonizacin permite una transmisin clara de lasseales aun cuando la lnea est puesta a tierra despusde la bobina de bloqueo o cuando est maniobrando elequipo de A.T.

El clculo del sintonizador as como su ajuste se realizamediante un programa de ordenador debido a los diversosparmetros a tener en cuenta, como son las toleranciasde condensadores y de inductancia de las bobinas, el tipode pararrayos que se coloca y variacin en los valores delas autoinducciones con la frecuencia.

La autoinduccin y las capacidades van incluidas en uncontenedor aislante para proveer la sujecin mecnica delos componentes. Al mismo tiempo, para obtener el ais-lamiento trmico y elctrico adecuados, se rellena el con-tenedor con una mezcla de resina epxida y vermiculita.La resistencia va montada en el exterior del contenedoraislante.

Los condensadores empleados para la sintona del circui-to son de poliestireno, ya que al trabajar con alta tensiny radiofrecuencia, el dielctrico de los condensadores noha de ser polar.

La resistencia es de tipo bobinado anti-inductivo, vitrifi-cada y de un tamao suficientemente grande para con-seguir la adecuada solidez mecnica y capacidad de disi-pacin trmica, sin una excesiva elevacin de tempera-

tura. Los terminales son de gran robustez y de materialno magntico.

Fig. 2. Sintonizador de banda estrecha a una frecuencia.

Fig. 2. Single frequency tuning schematic.

Fig. 2. Sintonizador de banda estrecha a una frecuencia.

Fig. 2. Single frequency tuning curve.

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Windings of the line traps are encapsulated in a conti-nuously wound fibreglass filament impregnated with epoxyresin. Both ends of the winding are connected to an alu-minium distributor former.

All main coil connections, distributor former and main ter-

minals are welded while the tuning box and lightning arres-ter are secured by means of bolts or screws.

Due to the complex mathematical formula involved in defi-ning the constructive size and general coil arrangementcalculations are carried out by means of computer aideddesigns.

Thermal resistance

ARTECHEs line traps are designed for F temperatureclass, as per IEC-353, that allows an average temperatu-

re rise of 100o

C (measured by the resistance method) anda temperature rise at the hotest point of 115oC.

Tuning

The tuning unit consists of inductors, capacitors and resis-tors which, together with the inductance of the main coilproduce a circuit tuned to a resonant frequency (fcN) forobtaining a minimum blocking impedance (ZbN) within aband of frequencies (faN).

This tuning provides a clear signal transmission even

when the main line is earthed behind the line trap orwhen the system high voltage is present. Inductors andcapacitors are enclosed in an insulated box that provi-des mechanical and fixing support for all the compo-nents.

The tuning unit design and its adjustment is made by acomputer programme due to the different parametres tobe used, as the condensers tolerance, coil inductances,lightning arrester type and the variation of anti-inductivevalue with the frequency.

This box is completely filled with a mixture of vermiculiteand epoxy resin making a body that ensures thermalinsulation and protection against the action of the weat-her. The resistor is mounted outside the weather proofbox.

Capacitors are of the none polarity polystirene type asthey must be capable of working at high frequencies insi-de high voltage fields.

The anti-inductive, vitreous enamelled resistor, is desig-ned such that its size is of sufficient mechanical strengthand thermal stability to withstand any excessive tempera-

ture rise which might occure. The terminals of the resistorare of none magnetic material.

Fig. 3. Sintonizador de banda ancha.

Fig. 3. Wideband tuning curve.

Fig. 3. Sintonizador de banda ancha.

Fig. 3. Wideband tuning schematic.


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En la autoinduccin del sintonizador se utiliza hilo decobre esmaltado, de dimetro y dimensiones tales queaseguren tanto su robustez mecnica como su capacidadde soportar las solicitaciones elctricas que se producenen un cortocircuito.

El pararrayos autovlvula, montado en el interior de labobina principal, sirve de proteccin a la unidad de sinto-nizacin. Se calcula para que solamente se cebe consobretensiones de tipo impulso y permanezca insensiblea la tensin de la red durante un cortocircuito.

Sintonizacin a una sola frecuencia

La sintonizacin en banda estrecha a una frecuencia seutiliza cuando sobre una lnea de A.T. existe un solo canalde comunicacin.

El sintonizador, de tipo amortiguado, se conecta en para-lelo con la bobina principal, y la frecuencia resonante delcircuito as formado se sintoniza a la frecuencia de blo-queo (Fig. 2).

Rd = R = Resistencia dinmica del circuito.Zb = Impedancia de bloqueo.ZbN =Impedancia de bloqueo nominal

(componente resistiva de la impedancia).

El clculo de la frecuencia central de bloqueo viene dado

por la frmula:

Nota:Asimismo, y debido a las propiedades de los circuitosresonantes acoplados, podemos obtener dos curvas desintona separadas, con un dispositivo de sintona nico,denominado, en este caso, sintonizador bionda.

Sintonizacin de banda ancha

Se realiza mediante sintonizadores que aprovechan lascaractersticas de los filtros de banda para bloquear unamplio espectro de frecuencias, definido en funcin delos parmetros del sistema elctrico (Fig. 3).

El ancho de banda nominal ( f1N) -segn normas CEI-353- y la frecuencia central media se pueden expresar,tericamente, mediante las ecuaciones:

En la prctica, los anchos de banda vienen recogidos en

los grficos de curvas de anchos de banda, que figuran alfinal de este catlogo.

Tuning inductors are wound from enamel covered copperwire having a size suitable to withstand both themechanical and thermal stresses produced during short-circuit conditions.

The lightning arrester is assembled inside the main coiland protects the tuning pack. It is calculated to dischargeat the system impulse voltage but not at the overvoltageswhich can occure during short-circuit conditions in themain lines.

Single frequency tuning

Single frequency tuning is used when there is only onecommunication channel on the high voltage overheadline.

Only one damped type tuning pack is connected in parallelwith the main coil and the resonant frequency of such acircuit is tuned to the blocking frequency (Fig. 2).

Rd = R = Circuit dynamic resistance.Zb = Blocking impedance.ZbN =Rated blocking impedance

(resistive component of the impedance).

Calculation of the main blocking frequency is given by:

Note:We can also obtain, due to coupled resonant circuit pro-perties, two separate tuning curves, with only one maincoil named, in this case, double frequency tuning.

Wideband tuning

Wideband line traps are suitable for multi-channel appli-cations producing a broad frequency range, definedaccording to the electrical system values (Fig. 3).

The rated band range ( f1N), according to IEC-353, andthe main centre frequency can be expressed by the follo-wing formula:

Practically, the band width is shown in the graphics of

band width curves printed at the end of this leaflet.

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1fc =

2 LN C

cN . LN . fcNf1N=

ZbNfcN=fsN fiN

1fc =

2 LN C

cN . LN . fcNf1N=

ZbNfcN=fsN fiN


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Conexiones

Los terminales pueden ser cilndricos o en forma de pleti-na. (Ver Fig. 4). Estn dimensionados en funcin de laintensidad nominal de la bobina.

Bajo consulta se pueden ejecutar otras realizaciones.

Montaje

- Ejecucin suspendida

a) CANCAMO: Es un cncamo normalizado M-24 DIN 582insertado en el agujero central de la cruceta superior yque sirve para la suspensin. Aunque lo podran llevartodos los modelos, por razones del peso de la bobina,

est normalizado para los modelos:0,2/630 - 0,2/800 - 0,5/800 - 0,2/1250

b) TRES PLETINAS: Son tres pletinas de AI unidas a cadabrazo de la cruceta y que irn colgadas de tres aisla-dores, haciendo funcin de cncamos. ARTECHE lastiene normalizadas para los modelos:0,5/1250 - 0,2/1600 - 0,5/1600 - 0,2/20000,5/2000 - 0,2/2500 - 0,5/2500

De estas bobinas, la de 0,2/ 1600, por tener crucetas decuatro brazos, lleva dos pletinas para ejecucin suspen-

dida. El resto tiene crucetas de 6 brazos y tres pletinasdistribuidas con agujeros de 22 mm. de dimetro. (Fig. 5).

Terminals

Standard terminals are rod bar or flat. See fig. 4. Size ismade in accordance with the main coil rated current.

Other terminals can be made on request.

Mounting

- Suspension design

a) EYENUT: It is a standard eyenut M-24, DIN 582 locatedin the centre of the two current distribution arms, andit is suitable for suspension. It is possible for all themodels, but for line trap weight reasons it is standardi-

zed only for the models:0.2/630 - 0.2/800 - 0.5/800 - 0.2/1250

b) THREE PLATES: They are three aluminium plates joinedto each current distribution arm and hanging from threeisolators, and acting as eyenuts. ARTECHEs standardi-zation is for the models:0.5/1250 - 0.2/1600 - 0.5/1600 - 0.2/20000.5/2000 - 0.2/2500 - 0.5/2500

The 0.2/ 1600 line traps have four current distributionarms and two plates for the suspension design. Others

have six current distribution arms and three plates distri-buted with 22 mm diameter holes (Fig. 5).

ESPESOR 15THICKNESS 15

SOPORTE(BAJO PEDIDO)

SUPPORT(ON REQUEST)

PROTECTORANTIPAJAROS

(BAJO PEDIDO)

ANTIBIRDS NET(ON REQUEST)

MARCA / MARK: A B

C D E

ESPESOR 20THICKNESS 20

Fig. 4 Fig. 5

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- Ejecucin apoyada

SOPORTE: Es un pedestal desmontable, y puede suminis-trarse bajo pedido. (Fig. 5).

Nota:Las bobinas que llevan tres pletinas o soporte llevarn

adems, un CANCAMO M-24 DIN 582 para elevacin ytransporte.

Rejilla antipjaros

Est formada de material estratificado de fibra de vidriocon polister. Est sujeta a la cruceta mediante angularesde aluminio con tornillos y arandelas. Lo pide opcional-mente el cliente.

Datos para ofertas y pedidos

1. Inductancia nominal.2. Corriente nominal.3. Valor y duracin de la corriente de cortocircuito trmica.4. Tensin y frecuencia nominal de la lnea.5. Banda de frecuencias a bloquear (ancho de banda).6. Componente resistiva mnima o impedancia de bloqueo.7. Montaje.8. Tipo de conexiones y posicin (vertical / horizontal).9. Con o sin rejilla antipjaros.10. Otros requisitos.

- Pedestal design

SUPPORT: It is a detachable pedestal which is deliveredon request. (Fig. 5).

Note:The line traps with three plates or pedestals will have also

an EYENUT M-24, DIN 582 for transport and lifting.

Antibirds net

They are made with stratified fibreglass and polyester, andfixed to the current distribution arm by means of alumi-nium angulars, screws and nuts. Delivery on request.

Data for offers/orders

1. Rated inductance (mH).2. Rated current (A).3. Short-circuit current (kA, s.).4. Rated voltage and frequency (kV, Hz.).5. Band width (kHz.).6. Minimum resistance component or blocking impedance.7. Mounting.8. Terminals type and positions (horizontal / vertical).9. With or without antibirds net.10. Other requirements.

TIPOTYPE

0,2/ 630

0,2/ 800

0,2/ 1250

0,2/ 1600

0,2/ 2000

0,2/ 2500

0,5/ 630

0,5/ 800

0,5/ 1250

0,5/ 1600

0,5/ 2000

0,5/ 2500

Inductancia

nominalRated

inductance

mH

0,2

0,5

Intensidad

nominalRatedcurrent

A

630

800

1250

1600

2000

2500

630

800

1250

1600

2000

2500

Prdidaswatiadastotales a

25 oCTotal watts

losses at25oC

kW


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BANDAANCHAWIDE BAND TUNING

MONOFRECUENCIAMONOFREQUENCY

BANDAANCHAWIDE BAND TUNING

MONOFRECUENCIAMONOFREQUENCY

AUTOINDUCCION0,2 mH

AUTOINDUCTANCE0.2 mH

AUTOINDUCCION0,5 mH

AUTOINDUCTANCE0.5 mH


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Documentosometidoaposible

scambios.Subjecttochangewithoutnotic

es.

Mungia2

008.EAHSAARTECHE

SEDE CENTRAL HEAD OFFICEDerio Bidea 28, 48100 Mungia, Bizkaia. ESPAA SPAIN.

T: (+34) 94 601 12 00 F: (+34) 94 674 00 18 [email protected] Dr. Pedro Chutro 1264- Barrio Villa Paez 5003 Crdoba.T: (+54) 351 489 1007 F: (+54) 351 489 0953 [email protected]

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CHINAARTECHE DYH Taiping Industrial Park, Pulandian Dalian. Postcode: 116200T: +86 411 83160020 F: +86 411 83147790 [email protected]

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