Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
5.59 Mб
Скачать

Т а б л и ц а

4-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровни ожидаемых помех от короны от ВЛ 750 кв*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние

 

 

 

 

 

Радиопомехи, мкв

 

Б. ч . помехи, неп

 

 

 

Радиус

 

 

я,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вари­

Конструкция фазы

м е ж д у

 

 

Е/Ео

 

 

 

 

 

 

 

 

фазами,

провода,

кв)см

 

ко /см

Хорошая

Сильная

Д о ж д ь

Хорошая

Сильная

Д о ж д ь

анта

 

 

см

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

погода

пыль

 

 

погода

пыль

 

1

4ХАСО-500/40

17,5

1,51

30,9

27, I

0,880

10

50

 

60

— 1,9

 

—0,4

—0,4

2

4ХАСО-500/40

19,5

1,51

30,9

26,7

0,865

9,9

46

 

54

—2,0

 

—0,5

—0,5

3

4ХАСО-500/60

19,5

1,51

30,9

27,3

0,885

10,5

52,5

 

63

— 1,85

—0,35

—0,35

4

4ХАСО-600/60

17,3

1,655

30,6

26,1

0,855

8,8

44

 

52,8

—2,1

 

—0,6

—0,6

5

5ХАСО-400/40

17,5

1,36

31,1

26,5

0,853

8

40

 

48

—2,1

 

—0,6

—0,6

6

6ХАСО-240/40

17,5

1,08 • 31,9

28,2

0,885

10,5

52,5

 

63

—1,85

—0,35

—0,35

 

Для ВЛ 500 кв

10,5

1,51

30,9

24,4

0,79

6,25

31,25

 

37,5

—2,6

 

—1,1

— 1.1

 

ЗХАСО-500/40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* При средней высоте подвеса провода

15 я.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4-7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровни ожидаемых помех от короны от ВЛ 1 150 кв*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Радиопомехи, мхе

 

 

 

В. ч. помехи, цеп

 

№.

 

 

Радиус

Е0.

£ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вари­

Конструкция фазы

провода,

кв1 см

ко/см

£//££»

Хорошая

Сильная

 

 

Хорошая Сильная

 

анта

 

 

см

 

 

 

 

погода

пыль

Д о ж д ь

 

погода

пыль

Д о ж д ь

1

4ХАСО-1500X60

2,65

29,5

22,7

0,77

6

30

36

 

—2,75

— 1,25

— 1,25

2

5ХАСО-900Х60

2,05

30

24,15

0,805

6,5

32,5

33

 

—2,5

— 1,0

—1,0

3

6ХАСО-600Х60

1,655

30,6

25,5

0,833

7,5

37,5

45

 

—2,25

—0,75

—0,75

4

6ХАСО-500Х40

1,51

30,9

26,6

0,86

9,9

46

54

 

—2,0

—0,5

—0,5

* При расстоянии м е ж д у фазами 22 м и средней высоте подвеса 15,7 м.

Рис. 4-4. Результаты изме­ рении уровней помех на опытном пролете.

/ — уровень радиопомех; 2 пи-

ковыП уровень в. ч. помех; 3 — средний уровень в. ч. помех.

внутренними и внешни­ ми факторами, а также дать материал для весьма важных практи­ ческих выводов о влия­ нии проводимости грун­ тов на характеристики распространения ра­ диопомех. Эти исследо­ вания могут быть по­

ложены в основу будущих «Норм» на помехи от ВЛ, дифференцированных по классам напряжения и клима­ тическим .районам страны.

Н о в ы е

и с с л е д о в

а « и я. На действующих ВЛ 500

к 750 кв,

как правило,

величина k = E/E0 находится

в пределах 0,8—0,9; на линиях 35—330 кв она еще ниже:

0,6—0,7.

В1970 -г. на опытном пролете ВНИИЭ были проведе­ ны исследования зависимости уровня в. ч. помех от k при / г ^ 1 .

Втабл. 4-8 и на рис. 4-4 приведены результаты изме­ рений помех на пролете длиной 324 м с одной расщеп­

ленной фазой З А С - 2 4 0 Х 4 0 ( £ и

= 31,9 кв/см).

Установлено, что зависимость уровня помех от гради­

ента потенциала в диапазоне

изменений k до 1,35 ана­

логична той же зависимости при £ = 0,5-^0,9.

Для квазипиковых значений напряжения помех ха­ рактерен прирост р П О м = 0 , 6 ч - 0 , 7 неп на каждые 10% прироста Е; для средних же значений этот прирост бли­ же к величине 0,4 неп.

Указанная зависимость объясняется тем, что с ростом градиента потенциала увеличивается пнкфактор напря­ жения помех. При £ = 0,6-^0,7 пнкфактор примерно равен 3, при k=\ он составляет около 7, а при k= 1 , 3 1 , 3 5 пнкфактор вырастает до 10.

Между напряжением в. ч. помех на проводах коронирующей линии и напряженностью поля радиопомех (вбли­ зи линии существует прямая зависимость.

53

Т а б л и ц а 4-8 Уровни в. ч. помех при больших градиентах потенциала

 

Е,

*=§-

 

 

"пом' м в

 

"ппппк

 

 

сред­

 

 

кв

ка/см

2 кгц

0,1

пиковое

эффек­

"сред

 

 

нее

тивное

Радиопо­ мехи, неп

149

13,2

0,45

—5,35

—7,1

0,65

1,6

0,8

2,47

 

181

16,1

0,55

—5,05

- 7 , 0

0,7

1 ,8

0,8

2,57

 

213

19,0

0,65

—4,7

—6,7

0,8

1,9

1,0

2,48

—5

245

21,8

0,745

—4,5 —6,5 0,8

2,4

1,1

3,0

—4,7

273

24,2

0,825

—4,3

—6,2

1,0

3,1

1 , з

3,1

—4,0

305

27,1

0,925

—4,15

—6,1

1,2

4,6

1,6

3,8

—3,5

319

28,4

0,97

- 3 , 9 5

—6,0

1,4

6,6

2,0

4,73

—3

337

30,0

1,02

—3,8

—5,8

1,6

10,0

2,5

6,25

 

350

31,1

1,06

—3,6

—5,6

1,9

12,5

3,2

6,56

 

362

32,2

1,1

—3,5

—5,3

2 9

17,0

4,0

7,7

 

378

33,6

1,15

—3,2

—5,0

2,7

24,0

5,6

8,86

 

391

34,7

1,18

—3 15

—4,9

3,3

30,0

6,8

9,1

 

405

36,0

1,23

—3,0

—4,8

4,0

38,0

8,2

9,5

 

419

37,2

1,27

—2,85

—4,6 4,5

44,0

9,5

9,8

 

433

38,5

1,315

—2,75

—4,5

5,0

50,0

12,0

10

 

444

39,5

1,35

—2,7

—4,4

5,8

60,0

15,5

10,3

 

Измерения, проведенные на ряде линий [Л. 28], пока­ зали, что при базисной высоте -провода 13 м имеет место следующее соотношение:

'-Jf = 6 5 '

(4-14)

"Рн

где «в.ч — напряжение в. ч. помех, мкв, измеренное после фильтра присоединения на .нагрузке 100 ом измерителем радиопомех ИП-12-2М; ира — напряжение радиопомех, мкв, измеренное тем же прибором (с действующей вы­ сотой антенны около 0,5 м) под крайней фазой.

Г Л А В А П Я Т А Я

СВЯЗЬ П О Г Р О З О З А Щ И Т Н Ы М Т Р О С А М

Грозозащитные тросы служат для защиты проводов линий электропередачи от прямых ударов -молнии. В за­ висимости от конструкции линии .на высоте нескольких метров над проводами подвешиваются один или два тро­ са. На рис. 5-1 показано в качестве примера расположе­ ние проводов и тросов линии 750 кв. Считалось иеобхо-

54

димым иаглухо заземлять тросы на каждой опоре, одна­ ко в 1952 IT. было показано [Л. 31], что их 'можно изоли­ ровать !без ухудшения грозозащитных свойств благодаря установке на всех опорах искровых промежутков с раз­

рядным напряжением трос — опора в несколько

десятков

киловольт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изоляция тросов была осуществлена в первую оче­

редь

з

целях

экономии

 

электроэнергии,

так

как токи

в десятки

ампер,

циркулиру­

 

 

5

ющие по цепям

 

трос—земля

 

 

и

трос — трос,

 

приводят

к

1435

О

 

 

 

 

ощутимым потерям. Так, на­

 

 

 

пример, на

электропередаче

 

 

 

500 кв

Куйбышевская ГЭС—

П57

 

17,57

Москва

потери

электроэнер­

 

 

 

гии

в

заземленных

тросах

 

 

 

составляли

около

10

млн.

 

 

 

квт-ч

в

год

[Л. 32].

На

.изо­

 

 

 

лированных

тросах

вследст­

 

 

 

вие емкостной связи с фаз­

Рис. 5-1. Расположение про­

ными

проводами

наводится

водов и тросов ВЛ.

значительный

 

потенциал

/. 2, 3 — фазные

провода; 4, 5 —

(9

 

кв

на

линиях

220

 

кв,

гросы.

 

 

 

 

 

 

 

40

кв

на

линиях 500 кв

и

 

 

 

60—70 кв

на линиях 750

кв).

 

 

 

В целях облегчения

требова­

 

 

 

ний

к

изоляции

тросов

не­

 

 

 

обходимо их заземлять в од­

3SE

 

ной

или

нескольких

точках.

 

 

Заземление

 

изолирован­

 

ных

тросов

по

концам

 

ВЛ

 

с полным циклом транспози­

Рис. 5-2. Нетранспонирован-

ции

(рис.

5-2)

не

приводит

ные тросы на линии с пол­

к

 

существенным

потерям

ным циклом

транспозиции.

электроэнергии при нормаль­

 

 

 

ном

режиме

работы электропередачи, однако

при этом

не обеспечивается самопогасание дуг ю искровых проме­

жутках и возможен

пробой этих промежутков во время

к. з. Во избежание

этих явлений

изолированные тросы

делятся на участки

длиной 10—15

км с односторонним

заземлением (рис.

5-3). При этом

отсутствует

возмож­

ность использования изолированных тросов для

связи.

Для того чтобы по тросам, разделенным на участки, можно было организовывать каналы связи, необходимо

55

Рис. 5-3. Тросы, разделенные на участки с односторонним заземле­ нием.

применить заземление через индуктивности и объединить участки троса конденсаторами небольшой емкости [Л. 33], как это 'показано на рис. 5-4. Такая 'схема с установкой на тросах ряда полузвеньев фильтра высокой частоты

Р

Р

Рис. 5-4. Участки троса, соединенные через полузвепья фильтра вы­ сокой частоты.

может применяться на линиях небольшой длины; на про­ тяженных линиях потребуется большое число фильтров, что скажется отрицательно на надежности каналов

связи.

На линиях с двумя троса­ ми хорошие результаты дает скрещивание тросов (рис.

_

_

5-5). Дело в

том, что при

 

обычном расположении тро-

Рис. 5-5. Транспонированные

сов «а П-образных

опорах

наводимые в них э. д. с. на-

тросы над участком нетранспо-

ходятся почти в противофазе.

нированной

ВЛ.

В частности,

для

линии

750 кв с расположением про­ водов и тросов, показанымна рис. 5-1, расчеты дали сле­ дующие результаты: при токе нагрузки 1 ООО а э. д. с, наводимая в одном тросе, ei = 37,3+/41,6 в/км; в другом тросе — е2 =—17,2—/52,7, в/км. Сопротивление биметал-

56

Рис. 5-6. Схема связи по тросам, на которых предусмотрена плавка гололеда.

/ — разъединитель ПО кв; 2 — заземляющий

нож; 3 — индуктивность

2 мгн,

500 а; 4—конденсатор

связи; 5 — фильтр

присоединения;

6—в.

ч.

кабель;

7 — оконечная

в. ч. аппаратура;

S — промежуточный усилитель.

 

 

лнческого

троса

Z ==0,321+/0,776

ом/км.

Если

тросы

не транспонированы, то в них

протекает ток

вели­

чиной около 85 а. Мощность активных

потерь на

1 км

троса составляет

4,62 кет. При длине передачи

1 ООО км

потери за год -составят

около

40 • Ю6

квт-ч,

что при

условной

стоимости 0,5 коп. за

1 квт-ч

дает сумму по­

терь за 1 год, равную 200 тыс. руб.

 

 

 

 

 

Если тросы транспонированы, то ток в них снижает­ ся примерно в 8 раз, а мощность потерь и их стоимость

снизится

в 64 р„аза, т. е. составит

 

 

 

 

 

 

 

0,079 квт/км

и 4 400 руб. в годна

 

 

 

 

 

 

 

1 000 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждое

скрещивание

тросов

 

 

 

 

 

 

 

вносит в в. ч. канал связи

по си­

 

 

 

 

 

 

 

стеме трос — трос дополнительное

 

 

 

 

 

 

 

затухание

около 0,15 не/г. Поэто­

Рис.

5-7.

Схема

устрой­

му при большом числе скрещива­

ний рекомендуется применять си­

ства

 

присоединения

к

тросу.

 

 

 

стему

два троса — земля

[Л. 35],

L

— з а з е м л я ю щ а я

индуктив­

показанную

на рис. 5-6.

 

 

РВП - 3

или

РВП-6:

С — кон­

 

 

 

 

 

 

 

 

ность

2

мгн;

Р — разрядник

Схема устройства

присоедине­

денсатор

связи;

Тр — согла­

ния

к

тросу

приведена

на

сующий

в.

ч.

трансформа ­

тор 100/500

ом.

 

 

рис. 5-7. На линии с

двумя

 

 

 

 

 

 

 

тросами

монтируется

два

та­

 

 

 

 

 

 

 

ких

устройства.

Путем

соответствующего

включения

высокочастотных

кабелей

в

линейно-аппаратном

зале

могут

быть

созданы схемы трос — трос,

трос — земля и

57

два троса — земля. Заземляющая индуктивность L и конденсатор связи С образуют полузвено фильтра высо­

кой

частоты

с

характеристическим

сопротивлением

Zc=

у LIC и

граничной

частотой

/ = 1 / 2 я ( / 1 С .

При

L = 2 мгн

и

 

С= 17 500

пф (два

конденсатора

СММ-20/ УТ0,035

последовательно)

 

 

1 с

 

~ г

-

•••••

 

/ъы-Ь)

 

6,28 Vl

- Ю - 3

-17 50010"1 2

 

Z ^ 1 ^ 1 7 5 0 0 1 0 1 0 - » = 3 4 0 ° М '

что достаточно хорошо согласуется с величиной вход­ ного сопротивления трос-земля, равного 500 ом.

В первую очередь были экспериментально исследова­ ны параметры в. ч. каналов связи по стальным тросам. Вследствие больших активных потерь в стали эти кана­ лы характеризуются 'большим километрическим затуха­ нием. Для стальных тросов сечением 50—95 мм2, подве­ шенных на линиях ПО или 220 кв, километрическое за­

тихание цепи трос — трос или трос — земля

можно опре­

делить в первом приближении по формуле

 

а = 10 + 0,7/, мнеп/км.

(5-1)

Связь по стальным тросам применяется поэтому лишь на относительно коротких линиях (50—100 км), в ниж­ ней части диапазона частот (10—70 кгц). Для уплотне­ ния стальных тросов обычно используется аппаратура трехканальиой системы В-3 непосредственно или со стой­ ками преобразования ПЧВ, ВЧА-3, АСК-3 и т. п.

Большие возможности имеет связь по так называе­ мым «проводящим» тросам, т. е. по троса*! с хорошей проводимостью для токов высокой частоты-—'бронзовым, сталемедньтм или сталеалюминиевым. Чаще всего 'при­ меняются сталеалюминиевые тросы. Имеются две разно­ видности этих тросов:

а) тросы, выполненные, как обычные сталеалюминие­ вые провода с сердечником из стальных проволок и верхними новивами из алюминиевых проволок. Так как при этом нужен лишь один наружный повив из алюми­ ниевых проволок, такие тросы часто называют одноповивными;

•б) тросы, свитые из биметаллических сталеалюминиевых проволок, т. е. из стальных проволок диаметром 2— 3 мм, покрытых слоем алюминия 0,2—0,3 мм. Тросы та-

58

кой конструкции часто называют тросами алюмовелд (это название дано фирмой «Copperwelcl Steel Compa- пу»—первой фирмой, освоившей их производство в на­ чале 60-х годов).

Затухание каналов связи по •стадеалюминиевым тросаневелико, так как сами тросы хорошо проводят токи высокой частоты, а потери :в земле незначительны -благо­ даря большой высоте тросов над землей и экранирующе­ му действию фазных проводов.

Расчеты и измерения, выполненные на линии 750 кв Конаковская ГРЭС — Москва [Л. 36], показали, что кило-

180 180

Рис. 5-8. Схема к расчету каналов связи по тросам.

метрические затухания каналов по одноповивным тросам при схемах трос — земля, два троса —земля и трос — трос в диапазоне 30—330 кгц можно определить по фор­ муле

а=0,06/,

мнеп/км.

(5-2)

Для тросов алюмовелд, у которых коэффициент скрут­

ки меньше в 2,5 раза (1,5

вместо 4),

километрическое

затухание меньше и может быть определено по фор­ муле

 

а=0,04/,

мнеп/км.

 

(5-3)

Уровень помех на тросах

ниже,

чем на фазных про­

водах, примерно на 0,5 неп.

 

 

 

Важным

преимуществом

связи

по тросам,

наряду

с небольшим

затуханием и относительно низким

уровнем

помех, является также возможность включения проме­ жуточных усилителей в разрез тросов в любом месте линии (рис. 5-8).

Переходное затухание

аиер между участками при схе­

ме трос — трос в пункте промусиления

-составляет около

6 неп, что обеспечивает

возможность

прямого усиления

без инверсии или сдвига

частот. Благодаря этому можно

организовать по тросам многоканальные системы связи

протяженностью в тысячи километров (при схеме

два

троса — земля аП ер = 3,7 неп, а трос — земля 4,2

неп).

59

Распространение в. ч. токов по пятипроводной лнш'ш совершается по пяти волновым каналам. При расположе­ нии проводов, показанном на 'рис. 5-1, три канала: сред­ няя фаза — остальные провода, трос — трос и тросы — фазные провода характеризуются небольшой величиной километрического затухания, а два канала: фаза — фаза крайние и все провода—-земля — затуханием, во много раз большим. В табл. 5-1 приведены примерные значе­ ния параметров волновых каналов линии 750 кв с про­ водящими тросами на частоте 200 кгц.

Т а б л и ц а

5-1

 

 

 

 

 

Параметры

пяти

волновых каналов

 

 

Номер

 

 

 

K'2(s).

 

Наименование

напала

канала мнеп/км

 

 

ом

ом

ом

 

 

 

1

7

 

240

230

480

Средняя фаза—осталь­

 

 

 

 

 

 

ные провода

 

 

2

42

 

285

755

Фаза—фаза крайние

.

3

12

 

170

455

Трос—трос

провода

4

12

 

185

215

485

Тросы—фазные

 

5

210

 

410

435

1 250

Все провода—земля

 

w„(s)

— волновое

сопротивление

канала б- на

прово­

де

п.

 

 

 

 

 

 

 

 

При

расчете затухания

в. ч. тракта по тросам, кроме

произведения километрического затухания на длину, не­ обходимо учитывать концевые затухания, затухания, вно­ симые транспозициями тросов и фазных проводов п за­ тухания устройств присоединения. Величины этих зату­ ханий приведены в табл. 5-2.

Т а б л и ц а 5-2

 

 

 

 

 

Дополнительные затухания при различных схемах

 

присоединения к

тросам

 

 

 

 

 

 

Величины

затухашиЧ,

неп

 

Схема прнсседппешш

концевое,

один пункт,

один пункт,

аппаратура

транспозиции

 

на два

транспозиции

фазных

про­

присоединения

 

конца

тросов

водов

 

на одни конец

Трос—трос

0,35

0,15

0,1

 

0,1

Два троса—земля

0,25

0

0,07

 

0,1

Трос—земля

0,8

0

0,07

 

0,1

60

Из таблицы .видно, что, несмотря на одинаковую ве­ личину километричеоких затуханий волновых каналов 3 и 4, схема два троса — земля обеспечит 'меньшее затуха­ ние, так как транспозиции тросов на нее не влияют, тогда как и схему трос — трос каждая их транспозиция вносит затухание 0,15 неп.

Рассмотрим в качестве

примера

расчет затухания

каналов свя­

зи по тросам

линии 750 кв длиной 360 км (рис. 5-8) с одним усили­

тельным пунктом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

случае

применения

одноповивных

тросов

типа

АСУС-70

(рис. 5-У) километрическсе

затухание для частоты

140 кгц (наивыс­

шей частоты аппаратуры В-12-2) будет

 

 

 

 

 

равно

0,06-140=8,4

мнеп/км.

 

 

 

 

 

 

 

Полное затухание

канала

связи по

 

 

 

 

 

схеме

трос — трос на усилительном

уча­

 

 

 

 

 

стке длиной 180 км с дву.М'Я

транспози­

 

 

 

 

 

циями

тросов

и одной

транспозицией

 

 

 

 

 

фазных

проводов:

а=8,4 • 10~3 • 180 +

 

 

 

 

 

+ 0,35+2-0,15+0,1+0,1+0,2

=

1,52 +

р

, Q

г

 

 

+0,35+0,3+0,1+0,1+0,2=2,57 неп.

Р И С -

А С У С - ^ " " " ™

В

приведенном

расчете

первое

ела-

Т Р а

и -

 

 

гаемое -

произведение километрического

,'89

™„1„,™rUo£S

затухания

на длину,

второе — концевое

2.2

мм:

диаметр

общий

затухание,

третье — затухание

транспо-

15,4 .«.«;

диаметр

стального

зиц-ии тросов, четвертое -

затухание

^ Х ' Г

"

Ве°

транспозиции

фаз,

пятое — затухание

 

 

 

 

 

в аппаратуре и шестое — затухание

в. ч.

 

 

 

 

 

кабеля

на 'передающем

конце,

а также

 

 

 

 

 

устройств

плавки гололеда,

подключения

СГ и МП и другие допол­

нительные

затухания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

случае

схемы

два троса—земля

затухание

уменьшится па

0,43 неп и составит 2,14 неп.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы

 

1

 

 

 

решаются по-разному.

изоляции тросов

В Советском Союзе считается нежелательным

пробой

искровых промежутков

трос — земля

от наводимых на

трос напряжений при к. з. Поэтому тросы

подвешивают

на (гирляндах из двух

изоляторов,

зашунтированных

искровым промежутком

150 мм с разрядным

напряжени­

ем 74 кв. Это не исключает, однако, перекрытий с опоры на трос, так как при протекании тока к. з. по опоре с со­ противлением заземления 10 ом ее потенциал может из­ меряться сотнями киловольт.

Более высокий уровень изоляции применяется, если предусмотрена возможность плавки гололеда на тросах от источника переменного тока 35 или даже ПО кв. В по­ следнем случае тросы подвешиваются на шестиэлементных .гирляндах, зашунтированных искровыми промежут­ ками 500 мм (разрядное напряжение 300—400 кв). Схе-

61

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ