книги из ГПНТБ / Быховский Я.Л. Высокочастотная связь в энергосистемах

А н т е н н а я с в я з ь . Для подключения к проводам линий электропередачи передвижной в. ч. аппаратуры применяется антенная связь.

В качестве антенны может служить провод, подве­ шенный вдоль фазных проводов ВЛ, или участок грозо­ защитного троса [Л. 58, 59].

Антенная связь применялась уже в конце 20-х —на­ чале 30-х годов также для подключения стационарной аппаратуры, установленной на подстанциях, ввиду отсут­ ствия конденсаторов связи.

После освоения промышленного производства КС они полностью вытеснили антенны, так как затухание кон­ денсаторных устройств присоединения составляет всего 0,1—0,3 неп, тогда как затухание антенной связи дохо­ дит до 1,5—2 неп.

Поэтому в течение ряда лет антенны применялись только для присоединения передвижных устройств.

Интерес к антенной связи для стационарных устройств появился опять в последние годы, так как их можно рас­ сматривать как направленный присоединитель. Увеличе­ ние шунтирующих емкостей подстанций для в. ч. токов, обусловленное ростом электросетей, приводит к необхо­ димости увеличения индуктивности в. ч. заградителей, емкости конденсаторов связи и ряду других трудностей, связанных с необходимостью расширения в. ч. диапазо­ на, используемого для каналов связи по ВЛ.

Удорожание аппаратуры обработки и присоединения заставляет искать более экономичные способы присоеди­ нения к ВЛ. Одним из таких способов является присое­ динение при помощи антенны [Л. 64].

Антенный или «направленный» присоединитель — это устройство для подачи энергии в. ч. сигналов на ВЛ путем электростатической и электромагнитной связи в отличие от непосредственной ее подачи через конден­ сатор связи. Такой «направленный присоединитель» вы­ полняется в виде короткого участка однопроводной линии, сооружаемого вблизи основной ВЛ, параллельно ей и с несколько меньшей высотой подвеса. Высокоча­ стотный передатчик устанавливается либо на присоединителе, либо на 'ближайшей подстанции, от которой в. ч. сигнал по коаксиальному кабелю подается на дальний конец присоединителя. Ближний конец присоединителя нагружается на соответствующим образом выбираемое полное сопротивление.

132

Правильный выбор этого полного сопротивления обеспечивает выполнение условия «направленности» присоединителя. В том случае, когда отношение коэф­ фициентов индуктивной и емкостной связи присоеди­ нителя с ВЛ равно произведению волновых сопротив­ лений линии и антенны, мощность сигнала целиком направлена в сторону ВЛ, на подстанцию же в. ч. сигнал не попадает. Таким обра­ зом, антенный горисоединитель исключает необходи­ мость не только в конденса­ торах связи, но и в в. ч. за­ градителях. Условие «на­ правленности», упомянутое выше, выражается

Си • = Z,Za,

выдерживается для практи­ ческих целей при любой конструкции ВЛ в том случае,

если прнсоединитель нагружен (на ближнем конце) на свое волновое сопротивление.

Величины волновых сопротивлений, индуктивных и емкостных коэффициентов рассчитываются по геометри­

расчетов показаны на рис. 10-16. Как видно из этого рисунка, минимальные потери присоединителя состав­ ляют 12 дб при расчетной величине 11,3 дб. «Направ­ ленность» присоединителя определялась по переходному затуханию подстанции, составлявшему на всех частотах эксперимента более 20 дб. Эта «направленность», кото­ рая теоретически должна быть бесконечной на всех частотах, практически имеет конечную величину и зави­ сит от частоты. Основной причиной такого расхождения является невозможность точного согласования присое­

щую /. Тем не менее, возможно применение трехэле­ ментных присоединителен на ВЛ сверхвысоких напря­ жений без транспозиций,

В табл. 10-8 показаны величины затухания присое­ динения на различных ВЛ с использованием конденса­ торов связи и направленных присоединителен (одно- и двухэлементных), а также показан общий прирост за-

135

тухаиия, определяющий пределы повышения выходной мощности оконечной в. ч. аппаратуры при использова­ нии направленных присоединителен.

Приведенные цифры относятся к оптимальной часто­ те передачи (на которой длина присоединителя х равна четверти длины волны X = v/f). На других частотах пере­ дачи к. п. д. присоединения падает обратно пропорцио-

нально величине sin 2 1 1 ^ - . Направленность передачи

будет быстро повышаться с удалением присоединителя от подстанции. Величину переходного затухания через подстанцию можно при правильном расчете присоеди­ нителя довести до 30—80 дб. При величине 60 дб при­ менение направленного присоединителя позволит повто-

Поскольку направленные присоединители устанавли­ ваются вне ограды подстанций, возможности их оазме-

13G

щеиия значительно больше, чем у конденсаторов связи.

пользование грозозащитных тросов ВЛ в качестве на­ правленных присоединителен. Анализ такого присоеди­ нения выполнен в [Л. 65]. В пользу этого способа, по сравнению с описанным выше, говорят простота его осуществления и отсутствие необходимости в дополни­ тельных сооружениях.

Для наведения в. ч. энергии в фазные провода ВЛ с грозозащитного троса достаточно изолировать его на одном или двух пролетах ВЛ. Здесь, так же как и в пре­ дыдущем случае, для получения направленной передачи (а следовательно, и возможности исключения в. ч. за­ градителей), следует тщательно выбирать нагрузочные сопротивления.

Предварительные расчеты показывают, что присое­

сового присоединителя на резонанс напряжения на каж­

динителя становилось емкостным. Результаты измерения полного сопротивления изолированного участка троса показаны в табл. 10-9.

Аналогичные результаты были получены при изме­ рениях со стороны Тринидада с той лишь разницей, что

Из полученных результатов можно заключить, что при соответствующем выборе длины тросового присое­ динителя можно добиться того, что его «естественный резонанс» будет иметь место на частоте, расположенной вне диапазона в. ч. связи, что позволит стандартизиро­ вать оборудование настройки присоединителя.

Производились также измерения затухания присое­ динения при передаче в. ч. сигналов в обратном на­

хания невелики при сильном изменении полного сопро­ тивления нагрузки.

Измерения на ВЛ под напряжением проводились на участке Джуэтт — Седархилл длиной 192 км. Тросовый

138

Поскольку в реально существующем канале в. ч. защиты на этой ВЛ, работающем с применением кон­ денсаторов связи между Джуэттом и Тринидадом на частоте 188 кгц, затухание равно 22 дб, то есть основа­ ние предполагать, что на частотах исследованных кана­

ной эксплуатации тросовых присоедниителей были при­ менены те же устройства защиты, что и для схемы обычного конденсаторного присоединения. Были преду­ смотрены разрядники и заземляющие ножи (рис. 10-18).

Позднее были установлены

с°%у- также дренажные катушки.

вызывает появление составляющей 2.

Результаты, изложенные в [Л. 65], подтверждаются данными, полученными на двухцепной ВЛ 230 кв с тро­ совым присоединителем длиной 2,5 км. Полное затуха­ ние в. ч. тракта на нижних (в данном случае — наиболее эффективных для присоединения) частотах в. ч. диапа­ зона 30—460 кгц составляло 20—25 дб, на более высо­ ких частотах это затухание достигало 30—40 дб, плавно изменяясь с частотой.

Использование тросовых присоединителей дает за­

с обычными конденсаторами связи. Максимальное отно­ сительное изменение суммарного наведенного напряже­ ния на В Л составляет всего 1,7 дб.

140

Несмотря на существенный недостаток такого при­

ния в. ч. аппаратуры к проводам линий электропере­ дачи, кроме емкостной и антенной видов связи, может применяться также трансформаторная связь. Предпри­ нимались попытки использовать для этой цели силовые

низкого напряжения трансформаторная связь вполне осуществима. На рис. 10-19 показана схема трансформа­ торной связи. Высокочастотный трансформатор врезан в один провод линии, и связь может осуществляться лишь в том случае, если есть путь для токов высокой частоты через подстанцию А. Если входное сопротивле­ ние подстанции слишком велико или она может быть отключена, например разъединителем Р, необходима установка специального заземляющего конденсатора С.

Г Л А В А О Д И Н Н А Д Ц А Т А Я

Б Л И Ж А Й Ш И Е ПЕРСПЕКТИВЫ В О Б Л А С Т И

ВЫ С О К О Ч А С Т О Т Н О Й СВЯЗИ П О ВЛ

Внастоящее время началось интенсивное строитель­ ство магистральных кабельных линий связи, уплотняе­ мых 60 и 120-канальными системами, для диспетчерского и технологического управления энергосистемами Совет-

141