книги из ГПНТБ / Устинов, П. М. Проектирование сельских сетей проводного вещания

' Нагрузка распределительного фидера складывается из суммы единичных нагрузок абонентских цепей, подключенных к этому фи­ деру/ Пересчитанное входное сопротивление единичной нагрузки абонентской цепи с учетом коэффициента трансформации абоиепт-

Z п~

ского трансформатора Ze= —5— .

6.7. ЗАТУХАНИЕ НАПРЯЖЕ

Под затуханием напряжения, по всей длине цепи а ц или для части цепи а х (от ее начала до любого заданного пункта цепи)

понимается величина, характеризующая падение напряжения в це­ пи и определяемая по формулам:

Под термином «затухание» для звеньев тракта нч, если не ого­ варивается частота, понимается затухание напряжения (тока, мощ­ ности) на частоте 1000 Гц.

Для линейного тракта узла проводного вещания величина за­ тухания напряжения установлена 4 дБ. Допускаемые нормами пре­ вышения затухания сверх 4 дБ на длинных цепях компенсируются на распределительных фидерах уменьшением коэффициента транс­ формации абонентских трансформаторов; :на магистральных фиде; рах — уменьшением коэффициента трансформации понижающего трансформатора ТП (УТП). Распределение затухания напряжения но звеньям сетей разных типов приведено на рис. 6.9.

Под затуханием напряжения двузвенной сети ац понимается сумма затуханий ее отдельных звеньев

а п = а А л а рФ “Ь а т А “Ь а ТРФ ’ д Б -

Поскольку затухание в трансформаторах относительно затуха­ ния всего тракта невелико, что практически и наблюдается, при сопротивлении нагрузки данного трансформатора, равном или боль­ шем номинального, в приближенных расчетах затухание трансфор­ матора можно приравнять нулю. Тогда

Для уменьшения затухания и выравнивания частотной характе­ ристики длинные воздушные и подземные распределительные фи­ деры корректируются пупинизацией. Кроме того, длинные воздуш­ ные распределительные фидеры можно корректировать путем уста­ новки корректирующеготрансформатора.

153

Затухание напряжения иепупинизированного или пупивизиро­ ванного подземного распределительного фидера не должно превы­ шать 3 дБ на участок равного напряжения (рис. 6.9а).

Участками равных напряжений .называются участки цепи от ее начала, на которых затухание напряжения составляет 3 дБ. Для

ам 4 РдБ

Рис. 6.9. Распределение затухания по звеньям сети:

а) однозвенная сеть; б) двузвенная сеть (воздушный некорректнрованный РФ); в) двузвепная есть’(подземный пупинизированный или непупиннзированный РФ)

120 В, 2-й участок — 85 В). Соответственно такому распределению напряжения на каждом участке устанавливаются абонентские трансформаторы с номинальным напряжением первичной обмотки, равным напряжению данного участка.

Длины участков равных напряжений для линий, выполненных из кабелей марки ПРВПМ 2 x 1 , 2 , ПРППМ 2 X 1 , составляют 4км; марки ПРППМ 2 Х 1,2 — 5 км; марки МРМ 2 Х 1,2 — 7 км.

Подземные распределительные фидеры из кабеля марки ПРВПМ 2X1,2 и ПРППМ 2X1 длиной свыше 8 км из кабеля ПРППМ 2x1,2 длиной свыше 10 км и из кабеля типа МРМ длиной более 12 км пупинизируются.

Воздушные пупинизированные распределительные фидеры дли­ ной более 20 км делятся на два участка равных напряжений

(рис. 6.10а).

Первый участок — 20 км и второй — до 20 км. Первичные об­ мотки аоонентских трансформаторов, подключаемые ко второму

.154

уча'стку, должны быть 'рассчитаны на напряжение на 3 дБ ниже номинального напряжения.

Воздушные лутилизированные распределительные фидеры дли­ ной до 20 км имеют один участок ранного напряжения.

Рис. 6.10. Распределение затухания в длинных воздушных РФ:

а) воздушный пупннизпрованный РФ длиной более 20 км; б) воздушный корректированный трансформатором РФ длиной до 20 км

Корректирование длинных воздушных распределительных фи­ деров с помощью трансформаторов заключается в разделении цепи на два участка с разными номинальными напряжениями. На участ­ ке фидера, находящемся на расстоянии 6—8 км от начала, устанав­ ливается корректирующий (понижающий) трансформатор с коэф­ фициентом трансформации порядка 2 : 1 (рис. 6.106).

Для двузвенной сети с распределительным фидером, состоящим из двух участков с затуханием aptpi и арфо и соединенных между собой корректирующим трансформатором, затухание

Затухание напряжения корректированной цепи ац, найденное по

ф-ле (6.7), не должно превышать 3 дБ.

■В качестве корректирующего трансформатора может быть ис­ пользован типовой фидерный повышающий трансформатор, но включенный на понижение Его номинальная мощность должна

155

быть -не менее 1/2 мощности фидерного повышающего трансформа­ тора, устанавливаемого на входе линии.

Для трехзвеиной сети (рис. 6.11) затухание

(Ijfj— о д5

Рис. 6.11. Распределение затухания в трехзвеи­ ной сети

или приближенно

а Ш = а и + а МФ а ДТП ’

где атп — затухание напряжения в обмотках фидерного понижаю­ щего трансформатора; о дтп — коэффициент, учитывающий компенсацию затухания Цепи

фидерным понижающим трансформатором.

Затухание магистральных фидеров трехзвенной сети не должно превышать 3 дБ.

При указанном затухании следует считать, что напряжение в конце каж­ дого магистрального фидера на 3 дБ будет ниже номинального напряжения в начале цепи. Например, если в начале цепи напряжение 960 В, то в конце цепи оно будет равно 680 В и т. д. В связи с этим поминальное напряжение первичных обмоток фидерных трансформаторов на УТП, подключаемых к кон­ цу магистрального фидера, должно быть на 3 дБ ниже напряжения, принятого для начала этой цепи.

6.8. МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ СЕТЬЮ ПРОВОДНОГ

Расчет мощности, потребляемой сетью пли отдельной цепью, производится с целью определения выходной мощности усилителя, питающего данную сеть или цепь.

Минимально допустимая мощность усилителя Ps должна быть

равна мощности, потребляемой сетью (или цепью), плюс запас. Запас предусматривается для обеспечения повышенного расхода мощности при временной неисправности сети (снижение напряже­ ния источников электроснабжения усилителей, старение ламп и т. д.). Согласно электрическим нормам запас мощности должен составлять до 40% от мощности на входе сети или отдельной цепи. Для узлов с одаозвенными сетями запас мощности нормами не предусматривается.

Для расчета мощности усилителя, необходимой для питания двузвеиной сети с короткими распределительными фидерами или однозвенной сети, определены нормы мощности на одну абонент-

156

окую установку. Минимально допустимая мощность усилителя, от­ несенная к одной абонентской установке, называется удельной мощностью Рл.

Минимально допустимая мощность рабочего усилителя должна быть не менее

Удельная мощность Р а для однозвенной сельской сети с номи­ нальным напряжением ЗОВ составляет 0,18 Вт, для двузвенной сельской сети с короткими распределительными фидерами —

0,25 Вт.

Для сети, в которую помимо коротких цепей -входят длинные,

теля для питания длинных распределительных фидеров, опреде­ ленные из табл. 6.12.

Мощность, передачу которой должен обеспечить магистраль­ ный фидер, определяется по ф-ле (6.10).

157

Мощность усилителя для питания магистрального фидера опре­ деляется следующим образом:

1.По ф-ле (6.10) подсчитывается мощность, необходимая для питания нагрузки, подключенной к сети УТП.

2.По рассчитанной величине мощности Ps и длине фидера по

табл. 6.13 подбирается наиболее близкая по значению величина

Р' для заданной или выбираемой конструкции цепи. Мощность Р, не должна быть больше величины Р' (электрическими нормами допускается PS> P ' не более чем на 20%).

3. По найденной величине Р ' определяется конструкция цепи

иноминальное напряжение на входе магистрального фидера.

4.Мощность усилителя определяется по табл. 6.14 в зависи­

мости от напряжения и материала цепи фидера.

' На трассе магистрального фидера сельской сети допускается подключение PC отдельных населенных пунктов '(помимо УТП) посредством высоковольтных абонентских транаформаторов или по­ средством отводов с пониженным напряжением. Вели эта нагрузка невелика и составляет менее 10% от нагрузки, подключенной к УТП, то при расчете мощности магистрального фидера она не учи­ тывается. Вели эта нагрузка составляет более 10% от нагрузки, подключенной к УТП, то она прибавляется к нагрузке УТП. При этом две абонентские установки промежуточной нагрузки (по мощ­ ности) приравниваются одной абонентской установке, подключен­ ной к УТП. Номинальное напряжение первичных обмоток линей-

1-58

ных трансформаторов, ‘подключенных в промежуточных пунктах, должны равняться номинальному напряжению магистрального фидера.

6.9. НАГРУЗКА ЛИНЕЙНЫХ ТРАНСФОРМ

Максимально допустимая нагрузка абонентских трансформато­ ров при номинальной мощности трансформатора 10 Вт составляет 54 абонентских установки, при мощности 25 Вт — 135 абонентских установок.

Минимально допустимые мощности фидерных трансформаторов при заданных напряжениях на входе отдельных распределитель­ ных фидеров приводятся в табл, 6.15.

Минимально допустимая мощность трансформатора УТП, пи­ тающего местную сеть данного населенного пункта, состоящую из коротких распределительных фидеров, определяется из расчета не менее 0,2 Вт на точку.

Мощность повышающих и понижающих трансформаторов ма­ гистрального фидера, питающего сеть, состоящую из коротких и длинных распределительных фидеров, должна быть не менее ве­ личины Р', найденной по табл. 6.13. Поскольку выпускаемые про­

мышленностью упрощенные трансформаторные подстанции снаб­ жаются понижающими трансформаторами мощностью 1 и 2 кВт, то и в качестве повышающего трансформатора на входе магист­ рального фидера должны применяться трансформаторы того же типа.

6.10. ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕ

В идеальном случае соотношения уровней передачи по часто­ там нормируемого диапазона в любой точке цепи должны быть одинаковы.

159

воздушной цепи, приводятся две величины минимальной мощности. Трансформатор с мень­ шей мощностью можно нрнменять на фндере, для которого величина 0,2 не превосходит

эту мощность. Если данное условие не выполняется, то следует применять указанный

втаблице трансформатор с большей мощностью.

2.Номинальная мощность устанавливаемого в цепь трансформатора нс должна пре­ восходить приведенную в таблице более чем в 2 раза.

3.Вместо одного трансформатора требуемой мощности можно применять два транс­

В -сети проводного вещания волновое сопротивление цепи и со­ противление нагрузки не согласованы и в результате отражений возникают стоячие волны. При этом узлы и .пучности напряжения (тока) на разных частотах образуются в несовпадающих точках цепи, что и вызывает изменение заданного на входе цепи соотно­ шения уровней по частотам, или частотные искажения.

■ Особенно заметны искажения частотной характеристики пере­ дачи у длинных цепей с высокой добротностью (малым затуха­ нием). Мало заметны или практически отсутствуют частотные ис­

кажения в коротких цепях, электрическая длина которых [3/^ ^ .

и в цепях с'большим затуханием, в которых характер распростра­ нения электромагнитной энергии близок к апериодическому.

В таких цепях стоячие волны не возникают, и напряжение вдоль линии убывает постепенно. Для них искажения частотной харак-

160

теристшш увеличивается с увеличением длины и повышением ча­ стоты.

Частотные искажения оцениваются коэффициентом частотных искажений М или неравномерностью частотной характеристики AS.

При определении коэффициента частотных искажений сравни­ ваются коэффициенты передачи на крайних частотах нормируемо­ го диапазона (рис. 6.12а):

Рис. 6.12. Характер изменения коэф­ фициента передачи н затухания цепи

Неравномерность частотной характеристики AS есть величина,

показывающая пределы отклонения частотной характеристики в нормируемой полосе частот в децибелах (рис. 6.126):

где а' и а" — соответственно наибольшее и наименьшее затухание

на частотах.

6.11. КОРРЕКТИРОВАНИЕ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕ КОРОТКИХ ЦЕПЕ

Частотная характеристика нагруженной короткой цепи, как правило, имеет форму, приведенную на рис. 6.136 (сплошная кривая).

Для получения более равномерной частотной характеристики необходимо в конце цепи включить корректирующий контур (рис.

6.13а), который с повышением частоты подгружает цепь пропор­ ционально 'возрастанию коэффициента передачи.

При этом частотная характеристика становится более пологой (пунктирная кривая).

Ркс. 6.13. Схема цепи с корректирующим контуром

1/4 длины волны передаваемых сигналов ('Р />~) из-за несогласо­ ванной нагрузки вдоль цепи возникают стоячие волны. С измене­

узлов стоячих волн вдоль цепи. Поскольку стоячие волны на раз­ ных частотах возникают в разных точках цепи, то и отношение уровней напряжения (и тока) в узлах и пучностях вдоль цепи на разных частотах также будет различно. Иными словами, коэффи­ циент передачи с изменением частоты меняется волнообразно

(рис. 6.146).

При этом максимальные и минимальные частотные искажения могут возникать на всем протяжении цепи.

Локальные средства уменьшения частотных искажений у длин­ ных цепей, например, установка выравнивающих контуров, как пра­ вило, положительных результатов не дают, .поскольку здесь тре­

буются способы коррекции, воздействующие на всем протяжении цепи.

Одним из способов коррекции частотных искажений является последовательное включение в длинную цепь линейных трансфор­ маторов (рис. 6.14а). При помощи понижающего трансформатора

•ТК цепь делится на два участка. Поскольку трансформатор сни­ жает напряжение в сторону передачи, то пересчитанное сопротив­ ление нагрузки из участка длиной h к концу участка длиной <12 бу­

дет очень большим. В предельном случае режим работы цепи на участке h будет близок к режиму холостого хода.

Благодаря разделению цени на каждом участке устанавли­ вается независимый режим распространения электромагнитных волн. Как видно из рис. 6.146, без коррекции коэффициент частот-

(62