/
Author: Шкарин Ю.П.
Tags: электротехника электроэнергетика автоматика релейная защита электропередача серия библиотечка электротехника
ISBN: 0013-7278
Year: 2001
Text
i(
о
е
I
::r
2!
о
10
ю. п. Шкарин
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ
ТРАКТЫ
КАНАЛОВ СВЯЗИ
ПО ЛИНИЯМ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
(ЧАСТЬ 1)
.......
прппОЖЕI1пЕ к ЖУРНАпу
э ! rlEr
Gn6nnOTel/Ka эпект"отеХ/lnка
приложение к журналу "Энерrетик"
План выпусков
Первая половина 2001 r.
Курбанrалиев У К. Самозапуск двиrателей собственных
нужд электростанций.
Овчинников В В. Автоматическое повторное включение
Кузнецов А. П, Лукоянов В. Ю и др. Современные
испытатеЛЬНые УСТрОЙСТ8а для релейной защиты и автома..
ТИки.
Шабад м А. Защита reHepaтopoB мвлой и средней мощ
НОСТИ.
Иноземцев Е. К Ремонт ВЫСОКОВОЛЬтНЫХ зпеКТроДВИl'"ате
лей электростанций (две части).
Вторая Половина 2001 ('"..
Шкарин Ю n Высокочастотные тракты каналоВ СВЯЗи по
лмниям электропередачи.
Безчастнов r. А . Красильников А. М. и др Контроль состоя-
НМЯ ИЗОЛЯЦИИ электрических машин.
Овчаренко Н. и. Аналоrовые ЭлеМентЫ комплексов репей..
ной защиты и автоматики знерrосистем.
Конюхова Е. А . Киреева Э А. Надежнооть электроснабже.-
ния промыwленных предприятий.
Таубес и. Р.. Удрис А. П Использование реле ДЭТ 21 и
ДЗТ 2З ДЛЯ защиты трансформаторов.
Подписку МОЖНО оформить в любом почтовом отделении связи по
объединенному каТaJЮrу "ПРЕССА роССИИ IJ . ТОМ 1. Российские
м зарубежные rазеты и журналы.
Индексы "Библиотечки электротехника"
приложения к журналу "Энерrетик"
в898З для предприятий и орrанизаций;
889В2 для индивидуальных подписчикоа.
6n6nnOTe'IKiJ эnектРотеХl1nка
приложенuе к журналу "Энерсетuк"
ОСНОВВНВ В июне 1998 r.
Выпуск 7(31)
ю. л. Шкарин
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ТРАКТЫ
КАНАЛОВ СВЯЗИ
ПО ЛИНИЯМ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
(часть 1)
MoclCВ8
НТФ "Энерroпроrpecc", "Энерrетн,,"
2001
удк 621.315.052.63(075.32)
ББК 31.27
Ш66
rлавныЙ" редактор журнала "Энерreтик" А Ф. ДЬЯКОВ
РЕДАКUИОН НЫЙ СОВЕТ
"Библиотечки электротехника"
В. А. Семенов (председатель), и. и. Батюк (зам. председателя),
Б. Д. Алексеев, К. М. Антипов, r. д. Безчастнов, А. Н. Жулсв,
В. А. Забеraлов, В. х. Ишкин, Ф. л. KoraH, В. и. Кочкарев,
Н. в.лисиuын.л. r. Мамиконянu,Л.Ф. Плетнев, В. и. Пулясв,
ю. В. Усачев, М. Д. Шабал
Шкарии Ю. П.
Ш 66 Высокочасто-тныетракты каналОВС8ЯЗИ полиниям элект
ропередачи (часть 1). М.: НТФ "Энерrопроrpесс", 2001.
72 с.; ил. I Библиотечка электротехника, приложение к жур
налу "Энеpreтик". вып. 7(31»).
в брошюре. сосroиwеR И311ВУХ частей. изложены основные вопросы,
связанные с Clнали]Ом пар<lмет(Юо. "3ракrеrизуюwих DысокочаСТОТllыА
тp<t"T.llOCT3TO'IHO полно прииеJ1ены методы расчетОD и ИJМСрениА. эmx
параметров. ПРilлuження содержат nepC'JCtlL и]мерите.llЬНЫХ приборов.
необходнмых мя нзмс::рений Пар<!метрои ВЧ тракто" и основные cneae
Ниfl о суwестuующмх npol'paMMax раСЧС1С1 нз ЭВМ п раметров ВЧ тракта
и помех от короны.
ISSN OO13 7278 @ НТФ"Энерrопроrресс", "Энерrетик",200I
Предисловие
Поданным lJДy ЕЭС рф на начало 2000 Т. около 50 % всеroобъ
ема информации, необходимой для управления работой злектро
знерrетики России на всех иерархических уровнях упраnления, пе
редавалось '.ерез каналы Б" связи по линиям электропередачи
(ЛЭП) 35 кБ и выше. На уровнях упраnлсния АО энерro и ниже
удельный вес БЧ каналов ешс более высок. Примерно такое же по
ложение имеет место и в странах СН r. Такое широкое использова
ние каналов БЧ связи по ЛЭП (далее просто БЧ каналов) l! BeДOMCT
венных сетях связи электроэнерrетики России определяется,
во первых. их относительной дешевизной (используется уже СуШе
ствующая ЛЭП, соединяющая объекты, меЖдУ кarорыми нсобхо
димо передавать информацию, и затраты насооружениелинии свя
зи отсутствуют) и. no втopыx, высокой надежностью (БJlаrодаря BЫ .
соком механической Ilадежности саМИХ ЛЭП).
Следует отметить. что для персдачи сиrналов релейной зашиты И
протиnoаварийной автоматики использование БЧ каlШЛОВ яnляст
СЯ как Ilраuило, единственно приеМJlСМЫМ решением. УДОRЛет80
ряющи" требованиям надежиости и быстродействия, предъявляе
мым к ЭТИМ канаЛаМ.
В. послсднее время в ведомственной сети связи ЭJlсктроэнерrети
Юf стали использоваться спутниковые каналы и каналы. ИСПОЛЬ3У
юшие ВОЛОКОНIIO оnтические линии связи (БОЛС). Тем не менее,
представляется весьма вероятны". что в обозримом будyrnем БЧ
каналы буауr достаточно широко использоваться при построении
сети Сl!ЯЗИ отрасли. Можно преШ10ЛОЖИТЬ, что БУ канаты будут ис
пользоваться на тех Y'lacткax сети, rne требуется передавать оrpани
ченный объем информации и rдe п"именение друrих видов KaHa
лов, напримср, БОЛС, окизывается экономически неоправданным.
Кроме тoro. БУ каналы, как и в настояшее время. будут широко ис
пользоваться для передачи сиrнaлов реJlейной зашиты и протиno
аварийной аl!ТОматики.
3
По оиенкам ЦДУ ЕЭС рф в ближайшие 10 лет ВЧ каналы OCTa
нутсn одним из основных видов каналов. ИСlюльзуемых в BeДOMCТ
венной сети связи. В особой степени ЭТО относится к каналам pe
лейной зашиты и противоаварийной автоматики. Соrласно этим
оиеН1<аМ объем информаuии, передаваемой по ВЧ каналам в 20 I О r.,
по сравнению с 1999 r., уменьшится и составит примерно 30 % об
шеrо объема передаваемой информаш,". однако. абсолютное чис-
ло ВЧ каналов по сравнению с 1999 r. увеличится. При этом вч кa
налы будут строиться на аПl1араryре HOBoro поколения, которая
имеет расширенные возможности, обусловленные переходом К HO
ВОЙ Элемекrnой базе и W1фровым методам обработки и передачи
информаuии.
Надежность и достоверность передачи информаиии по ВЧ кана-
лу в ЗlUlчительной степени зависит от Toro, насколько COOTBeтcтвy
ют нормам параметры В'. тракта, и насколь!<о эти параметры ocтa
ются стабильными во времени ка!< при ЭКСПJIуаташюнно возмрж
ных переключениях на ЛЭП, так и при изменении ooroRHbIX
условий. Поэтому при проектировании, наладке и э!<сплуатаuии
ВЧ каналов важной задачей ямяется правильный выбор схемы
ПРИСОСдИнения К ЛЭП, который обеспечивал бы наилучшие пара
метры ВЧ тракта этоrо канала. Кроме Toro. столь же важной задачей
является правильное определение (путем расчетов или измерений)
параметров ВЧ тракта и выявление и устранение причин OТI<Лоне
ния параметров ВЧ тракта от норм с помошью анализа результатов
расчеТа или измерения.
Вопросы, связанные с расчетами и измерениями параметров ВЧ
трактов и анализом причин отклонения этих параметров от желае
мых значеllИЙ рассматривалнсь в [1 51. Одна!<о. все эти книrn
бьUIИ иЗданы давно и стали библиоrpафической редкостью. Кроме
тoro, книrn [11 и 121 преДНЗ3l1ачались ДЛЯ достаю',но подrorовлен-
ных читателей, имеющих инженерное образование.
Поэтому, с учетом Toro, что ВЧ каналы в ближайшей перспекти
ве останутся ОДНИМ ИЗ основных видов каналов в ведомственной
сети СБЯзи, возникла необходИМО<.-ТЬ ИЗдания брошюры дЛя спеш,а
листов cpeRHero звена. При этом изложение вопросов в брошюре
должно ПРОИЗВОДИ1ЪСя lIа достаточно популярном уровне и. в то же
время,. основные иопросы, связаиные с анализом lJараметроn, xa
рактеризуюших ВЧ тракт. и расчстом и измерением Э1"их парамет
ров, должны рассматриваться достаТОЧIIО полно. Имеется в виду,
ЧТО при необходимости более подро6.юro рассмотрен ив тех ИЛИ
ИНЫХ вопросов. заТРОIlУТЫХ В брошюре, читатель может обратиться
к упомянутой выше литерaryре.
4
Брошюра разбита tla две '!асти.
В первой ч сти помещены первые четыре rл<шы. в которых:
ПРИllOдятся общие сведения о ВЧ трактах и методах их
орraНИ3ilUИИ;
рассмаТРИD<JЮТСЯ npoueCCbI. ПРОИСХОдЯщие при передаче сиrnа
лов по однородным и неоднородиым линиям электропереда'lИ. и
даются принuипы выбора оптимальных схем присосдиненl\Я К
ЛЭП;
рассматриl!ЗЮТСЯ электрические помехи. существующие на BЫ
ходе ВЧ тpaктd и во:u.ейcrвующие на приемники ВЧ каналов по
лэп.
Во второй части помещены 111. 5 и 6. n которых расс ,атриваются
ynрощеllНые 'eTOДЫ РЗС'lетов параметров ВЧ трактов и методы из
мерений этих параметров. Кроме Toro. помещены IIРИJlожения, в
которых прииедены IIрИМСрllЫЙ перечень измерительных прибо
ров, необходимых lL1Я измерений параметров ВЧ трактов и ero эле
ментов. и основные сведеиия о существующих ПРОI"j>Зммах расчета
на ЭВМ параметров ВЧ тракта и помех от короны.
Нумераuия страниu в обеих частях брошюры ДЛЯ удобства поль-
зования принята сквозной.
Замечания и пож<'лания по брошюре
проснм Itаправлять по аар<,су:
109280, Москва, ул. A/lтозаводская, 14/23.
РедзК\IИЯ журнала "Эltерremк".
.Автор
s
rЛАВА ПЕРВАЯ
Общие сведения о ВЧ трактах
и методах их ор..-анизации
.1.1. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ
ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Приведсм вначале некоторые сведения по КОНL-ТРYКUИИ воздуш
ны)( линий электроперела'lИ (ВЛ). так как эта констрyкuия окюы
вает сушестоснное R.ilиs.шие на условия передачи сиrналоu по ВЛ.
Линии электроперед;tчи. кнк правило. выполняютс" трехфазны
МИ. т.е. имеют три И1олироваНllыеnронода. называемыефазClМИ. по
которым передается электроэнерrия промышленной Ч:tстоты. BeK
торы напряжения и тока промышленной час.roты. I10данаемыс на
каждый провод, сдвинуты один относитеЛhнодруrо.-о на у.-ол 120. и
соетаВЛSIЮТ симметричную трехфазную систему.
К опорам провода фаJ шщвеШнваются на rирляндах изоляторов.
Эта подвеска осущее .-.ыяетея ИЛИ в rоризонтальной rшоскocrи (ля
ния с rОРИЗОII.rа.1ЬНЫМ раСnО:lOжением фаз, 110ка.шнная на
рис. 1.1. о) или по утлам треуюльника (рис. 1.1.6). Чаетонаодной
опоре ПОlщешивают проводадвухлиний элсктропередачи (две uепи
ЛЭП). Такие линии называются двyxuепными. Пример такой ли
нии приведсн на рис. 1.1. в.
В пролете меЖдУ опорами провола провисают. Минимальное
расстояние до зсмли в середине пролета нормируется с учетом "лек
трическоЙ прочности линИи И обеСllечения безопасности IШХОЖде
ния вблизи линии и нод нсй. Р;tзность меЖD.У высотой подвеса про
вода на опоре и минимальным расстоянием до земли в ссредине
пролста называется стрелой проneса!.,роо (рис. 1.2). Стрела провеса
за8ИСИТ ОТ температуры BO::myxa. Она максимальна при высоких
температурах во:щуха и минимальна при низких тeMncp"l)'p"x.
6
J J
Рис. 1.1. ЭсКИЗЫ JlИRИН электponередачи:
CJ С rОрh.JOНТальным раСП\}ЛОЖСllием проводов; 6 с тpeyrO:lbHblM рас поло-
_еннем прооод()н; fJ двухuеПffОЙ с ПОД6ССКОЙ пров.оДО6 тип,", "БО'IКЗ"
При расчетах параметров ВЧ трактов линия с провисаюшими
проводами заменяеl"С1I линией с проводами. имеющими неизмен
ную выСО1)' подвеса над землей. Расчетная высота ПОД8еса каждоro
из проводов IЩД землей определяется по формуле:
hp h тax О,75/"ро..
(1.1)
Каждая фаза ВЛ может состоять из одноro провода или из неско-
льких ПРОllOдов (расщепленная фаза). Диаметр используемых про
водов находится, как правило, в пределах от 1,5 до 3,5 см. Расщеп
Рис. 1.2. Dроаисаиие ПРОВОДО8 вл . прЬ...... NeJIЩY опора..и
7
ПрutЮ;18 ('ОСТа ,,,юшtf
ФОН fIIIСIIII:ПJI.:'НН\'Юф.l'1\
;f;;/ "'':';":' :7 ,,"a'"""<k..
ФlIксируtl>WНС
piltfIOp"tt
0.4..
0.4 м
Рис. 1.3. Примеры копстр)'кuни расшепленноА фазw
ление фазы осушестWIЯЮТ на ЛИНИЯХ наrlряжеНl1ем 330 кВ и выше.
это делается для уменьшения напряженности электрическою ,юля
на поверхности I1РОВОЗОВ. сuстаnnяюших ФilJУ ВЛ. и снижения до
допустимых пределов эффеКТОll короны (частичных разр'шов в ВO-J
духе вблизи поверхности npoBOJIoll). опредеШIЮШllХ потери мощно
сти и РЗДIЮПОМСХИ. Примеры КОНСТРУКЩ1l1 фазы. расшеnлеНlIOЙ на
дм провода (ВЛ 330 кВ) и на три npolloJIa (8..1500 кВ). IlOкаЗ<lНЫ на
рис. 1.3.
Высота опоры, расстояние межау фаJ3МИ, длина rИРJIЯНДЫ изо
ляторов. На которой ПUДllешиваетея фаза. стрела пронеса фаJ и 'II1C
по Про130DОБ Б расщеn'1енtюй фазе JаRИСЯТ от ВО\fИНaJlьноrо ваl1рЯ
жения линии. В табл. 1.1 ПРI1l<слены примерные данныс по KOI1CТ
рукш1И ШlllИИ С rоризонnшы,ым расположением проводов WUI
разных классов напряжения.
Если длина ВЛ преВЫlJJает 100 км (обычно это линии наl1ряже
мием 330 кВ и lIыше), в oI'рсделенныIx мест-..х трассы линии проl13
водяттранспониромние ее фаз. Т.е. ИJмененис положения каЖдОЙ
ИJ фаз на опоре. это делается для симметрирования продольных co
т а бп и ца 1. J. Прим рные д3tшые 110 КОНСТРУКЦИИ линии с rор....юнталЬНыМ рас-
положением проводов
НОМИНilJl1>lюе РаС<;"J(1ЯННС Выста по!шеса МИliltМ3.I)I.нot ItIИС.1fJ Ilpoвo.
И811ряжение МСЖ'l.}'СМ,"""'llkol'Чlf ПРЩIOЛОК ('I.dССТUЯIIИС !.I()JI,Rра.(.шеп.
JJИНН",I<В ф.I)аJ.4lt. м Н3 C'lпuре. t.t до 1СМЛН. ", JIt'IIII()ИфOlJС
220 S,8 IS 8 I
3:IO 8.2 16,S 8,S 2
500 II,S 18 JO 3
750 16 28 13 4 иЛи S
1150 24.2 31 20 8
8
. 1, . '. .
А В С
В :х с А
С А В
Рис. 1.4. ТИnО83J1 схсма траИС:ПО)ИllНН npuВO.l108 вл
противлениА и поперечных ПРОRОДИМocreй фаз и уменьшения тем
самым искажения симметрии сисreмы фазных напряжений итоков
частоты 50 ru.
Типовая схема траllСПОЗИЦИИ, коrла каждыll из проводов на 1/3
д. ины ВЛ располаrастся поочередно на каЖдОМ из Мест подвески на
опоре. приведена lIа рис. 1.4. ДЛина [, участка линии меЖдУ тpaHC
позициями называется ша rOM транс n ози UИ и.
д. я защиты вл ОТ IIРЯМЫХ ударов молний R фаЗllые провода на
onорахлиний часто подвещиваютодин ИJIИJJ.D<\ rpозозащитных тpo
са. располаraющихся нал фазными проводами. Как правило. в Ka
честве rpозозащит/юro троса используется сталЬНОЙ llpolIOH. KOТO
рый праюически не оказывает влищ/ия на передачу сиrналов по
фазам линии. и Horna налиниях 500 кВ и выше подвещивается про
воIlЯЩИЙ rpoзозаЩllТНЫЙ трос. который изолирамн от ')емли на
всеА д.1ине ВЛ и используется для орrанизации 110 "ему kaH3-10В ВЧ
связи. Наличие тзкоro троса ОКЗ3Ъ1Вает WIИ иие на перед.ачу сиrна
лов по фазам линии и должно учитываться при p3C'ICТ3X ВЧ трактов.
1.2. ОСОБЕННОСТИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ,
ВЛИЯЮЩИЕ НА УСЛОВИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ПО НИМ ВЧ сиrНАЛОВ
Основными особенностями ВЛ, которые необходимо учиrывaть
при анализе I1араметров ВЧ трактов являются: .
достаТОЧIIО большие рас<,,-тояния меж.1У IlpOJJодами ВЛ 35 кВ и
выше (для линий раJ!IИ'IНЫХ классов lIапряжения эти расстояния
изменяются от 3,5 до 25 м). соизмеримые с раССТОЯIIИЯМИ меЖдУ
проводами ЛЭП и ЗС Ulей. Это обt:тоятельство п"иводит к Зllачите
лыIмуy усложнению расчетной модели ЛИН"'I. которое обусловле
но тем, что:
при этих условиях земля о"аЗЫl\aет больщое влияние на условия
распростраиения сиrналов по линии;
9
несмотря на присоединение l1ерепатчика и IJрие _{Jlика сиrналОБ
к O:IHOMY ПРОБОДУ (схема IlРОБО;I ]емля) или ,шум ПРОБОдам (схема
ПРОDOД ПРОDOlI). Б пе""па',е сиrна. а OТORHoro кониа линии КДр)'Ю-
му В той или иной ме"" участвуют Бсе се прооода. Так. например.
при присоединении к фазе одной из линий. подвешеиных на ДБУХ-
цепной опо"". В передаче сиrнала участвуют все шесть фаз обеих
JIИЮ\Й;
неDOЗМОЖНО обеспечить раепр<х--rpанение сиrналов по ЛЭП без
отражений. ,(ТО вызывает ПОЯWlение стоячих В(ЩН, ухудшающих
условия раСllространения СИl.налОВ. Это обуславливается как нзJ1и-
чием на ЛЭП неУ 'ТРанимых неОДНОРОДllоетей в вще ОТВСтnllений
от ЛЭП к промежуточным lюдстанииям (ПС). так и практической
неDOзможностью обеспечить соrлаеование наrpузки на концах
ЛЭП с ее волНовым сопротивлением;
на прооодах Л Э П Бысокоrо напряжения имеют место корониро
ванис ПроВОДОБ и чаеТИ',ные разряды в изоляиии оБОРУllОБЗНИЯ.
КОроНБ и частичные разряды о и юляиии ямяются причиной lIOЯВ
ПеНИЯ в вч каналах по ЛЭП постояннодсйствуюших помех спеии-
фичеекоro ВИда с относитепьно высuким уровнем. KpoMe1.oro. в вч
каналах имеют место кратковремеиные помехи. обус. овленные пе-
реходными процессами l' ЛЭП нри коротких ]амыканиях (К3)
ПРODOlIОВ и при переКЛЮ'lениях (коммутаииях) высоковольтноro
оборудования.
1.3. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАКТ КАК СОСТАВНАЯ
ЧАСТЬ КАНАЛА И ХАРАКТЕРИЗУЮЩАЯ ErO
СИСТЕМА ПАРАМЕТРОВ
Любой канал связи можно условно разделю ь надое части при-
емопередающую аппаратуру yтvютнения и лини ю связи меЖдУ этой
аппаратурой. Рольлинии СВЯJИ в вч каНЗJ1ах поЛЭП БЫПО:lНЯет ВЧ
1l'акт по фазным проводам или rpoзозащитным тросам ЛЭП, СВЯ-
зывающих подсrdниии, на которых устаиамивается аппаратура
уплотнения.
Основные особенности, отличаюшие вч тракты от обычных
"роводиых линий связи, Оllределяются особенностями ЛЭП как
среды переда'!И си[.налОI'. эти особеН(IO -ти обусломены тем. что
Л ЭП коиструируется lUIЯ передачи электроэиерrии на промышлен-
ной частоте и лишь n той или ИНой мере может приспосабливаться
ДЛЯ передачи 110 ией вч сиrИЗJ10В.
10
МнoroПОЛЮСЮ1К
l
вход:; N :::М,::= вход:; 1 1
сопроrмвnение D't881IЛ"""". C6O./aI И т.д. сопротивnенив I
kOнцевой ЛС1 r tcонцевой ЛС2
, I. 1.11
' : н I
I I I
!: --:::... -= вчз 1.
-=- =----- .u----
.А'" Четырехполюсник
" I вч тракта
I
'
,r
"
I
11
11
L
.,
"'
АУ
1.
I
ЧетыреxnoлЮСНИ1<
линейноrо ВЧ
тракта
АУ
I
= Рис. 1.5. О... IIЭ .............,. ""'" 0jII'8IIIШQIDI вч ............ во ЛЭП . DjI8COtJU<IfeII" ЛЭП ао схеме .... ......
Разделение канапа на две сocraвляющие ДIIЯ канала вч связи по
лэп показано на рис. 1.5-
Высокочастотным трактом называется составной че
n'lрехполюсник, заключенный меЖдУ входом и выходом оконеч
иой или промежуточной аппаратуры уплотнения АУ, который
включает в себя:
мноrополюсники мноrОПРО80дные ЛЭП (воздушные или кa
бепьные), ответвления от них; ПС с установленным на них BЫCOKO
ВОЛЬТIIым оборудованием;
'.етыреxnолюсники устройства присоединения УП. состоя
шие из фильтров присоединения (ФП) с конденсаторами связи
(КС), В'! кабелн, разделительные фильтры и т.д.;
двухполюсники высокочастотные за'lJадители ВЧ3, раздели
тельные контуры. ЯВJIЯющиеся частным случаем раздеJU1Тельных
фильтров.
Так как нменно лэп определяет условия передачи сиrнЭnа по
ВЧ 1]Jaктy, в общей схеме ВЧ 1]JaКYa удобно вьшелить линеuныu
тракт. который начии<tется и заквнчивается в точках подключения
УC11>Qйств присоединения к провомм лэп, как это показано на
рис. 1.5-
Как и для любоrо четырехполюсника, условия передачи сиrнапа
по ВЧ 1]Jaктy дО<.....аточно полно описываются системой рабочих па
раметров, в которую входят рабочее затухание и входное
сопротивление'.
Рабочее затухание ВЧ 1]Jaктa определяет степень ослабления си
нусоидanьною сиrнапа при передаче ero от передатчика к приемни
ку. Оно одинаково 1lJ1Я обоих направлений передачи сиrнапа, обо
3начается буквой а и оnpeдеJ1ЯСТСЯ по формуле, дБ:
Q 101{*).
(1.2)
rJIe Рl МОWIIость, отдаваемая reHepaтopoM на L'Оrласованную Ha
rpузку (L'ОПРОТИВJlение на'lJУЗКИ равно ВНУ11>еннему сопротивле
иию reHepaтopa), Вт; Р2 МОWIIость. выделяемая на сопротнвnе
) Кроме-этихлвух параметров при анаЛИJС услониА передачи ИМnУЛLCных
сиrналов по ВЧ тракту ИСЛОЛЬJуется такой пзраметр, как rpYnn080C время
запаЗдывания, однако. расСМDтрение ЗТОI о 11араметра выходитза рамки бро
wюры.
12
нии натрузки на ОДНОМ из концов чe1ыехполюсника при подкл
ченнн к Дpyl'OMY концу четырехполюсника reHepaTopa, Вт.
Входное сопротивление В'-I тракта Z., опреде:JЯется ДЛЯ обоих KOH
цов тракта, rdK как оно. в общем случае. для p-dЗIIЫХ КОНЦОВ тракта
разное. Соответствие ero внутреннему СО! lротивлению передатчика
показываетстепеньсоrласоl1ЗНИЯ передатчика с трактом. Для каж
noro из концов тракта входное сопротивление определяется при
подключении на противоположном конце тракта сопротивления
наrpузки по формуле, Ом:
zu= v u ,
1.,
(1.3)
тде и., напряжение на входе 8Ч тракта. В; 1.. ток "а входе ВЧ
тракта, А.
1.4. СПОСОБЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ К лэп
Все схемы присоединения к ПРО80дам (фазам илн rpoзозащит-
ным тросам) ЛЭП можно разаелить на две rpYnnbl:
присоединение мeжnу проводами и земле!!. Это, каК праВlио,схе
мы фаза земля, трос земля и ДВа троса земля;
Ilрисоединение меЖдУ IlРОООдами. Это, как правило, схемы
фаза фаза. трос трос, внутрифазное или виутритросовое присо
единение COOTвe'JCТ8eIlHO к
изолированным проводам pac
mеnленнон фазы IИи троса.
Наиболее распространенны
ми являются схемы прнсоеди
нения фаза земля (рис. 1.6)
и фаза фаза (рис. 1.7). На
рис. 1.7 Показаны два варианта
соединения АУ с ФП при схеме
присоединения фаза фаза
с помощью двух коаксиальных
ВЧ кабеле;! (обычно использу
емая схема) и onHoro коаКсиа
льноrо вч кабеllЯ. В последнем
случае необходим дифферен Рис. '.6. ПРИcoeдtlнеиме " ЛИНИII по
цнальный трансформатор. KO сх.... фа.. В ......
ШИ)iЫ ПС
}Ф.зыпэп
Аве ; КС
., фп
......б.
АУ
13
Ш " 1 H hl п=
А 8 е р кс кс А В е L.6 C . т-=r;:
11 ФI1 ФI1 l' .J I.
"
li'J ........ .......
а) 6)
Рис. 1.7. Присоедннение к ЛИ_IНН по схеме фаза В фаза С с двумя варИJtК rа.\tи
ИспользованиЯ ВЧ кабелеМ
торый должен быть составной частью ФП.
Внутрифазное присосдинение ос}щеСТRЛяется. как правило, на
линиях ЗЗО кВ, у которы" фаза расщеплена на два провода (две co
стаWlяющие). При ос}щеСl1!J1ении TaKoro присоединения все дис
таНl1ионные распорки. устаllaмиваемые на фазах.лиtlии и Уllержи
ваюшис проnодз расшепленной фазы на определенно расстоянии
один от цpyтoro (обычно 40 см.), делаются не ПРОВОдЯщими, а из
изолирующеrо материала. При ЭТО\.f составляющие расщеплеlj.НОЙ
фазы образуют двухпроводную линию, по которой орrшfИЗУется
внутрифазный IЗЧ тракт. На рис. 1.8 предстшшено "нутрифазное
присоединение к фазе В линии С фазами, расщепленными на две
составляющие.
ПрисоеДИllение по схе"е тpQc трос и два тpoca земля исrюль--
зуется, как правило, налиниях 500 750 кВ S;Д8УМЯ rpозозаulитны
ми тросами.
ВНУlpитросовое присоеДИНСlше осущеСТllЛяется, как правило,
на линиях 1150 кВ, у которых rpoзозащитный трос расщеплен на
два провода и все дистаНl1ионные распорки dелаются из И3OJ1яци
ОННОI"O материала. При этом (;остаWlЯюшие расщеrшенноro троса
образуют двухпрооодную линию, НО которой и орrанизуется BНYТ
РИтpQсовый ВЧ тракт.
Несмотря на то. что присоедИНение производится к одной или
двум фазам (или тросам) ЛЭП, сиrнал распространяется по всем ее
проводам. Это обуславливается тем, что за "'eT электромашитной
связи, существующей меЖдУ всеми проводам, линия работает как
14
ШмныПС
Мo1an"tNeC1(we ..
фа.. А
фаэ.аС
А В С
с v фп K .
кабель
Ю
Мoтaм....c.:t;tIII pкnopt:M
Рис. 1.8. Виутрифазное nPИСoe.DlИf'ние к фазе В .qинни С фазами, расщеПJIенн.w
мм Нlдве состзвляющие (соединенне Д)1 с ФП может осуществлll"lЪCЯ также в со-
O'ReТCТВHH С рнс. 1.7.6)
направляющая система, в которой !!Се фазы в той ИЛИ инuй ,;тепени
У'JасТ8уют в передаче сиrнала от ОДIЮro конца линИI! к дpyroмy.
это об,;тоятельство приподит к двум последствиям.
Во первых. параметры "fl)aктa зависят oHoro, какие фазы ВЛ ис
пользуются как рабочие, Т.е. к каким фазам осуществляется
присоединение.
Во-вторых, параметры ВЧ тракта зависят от TOro. на кахие со-
nPOТИnJlения наrружены как рабо'lИе, так и нераБО'lИе фазы lIа KOH
иах ВЛ. а эти сопротив. ения зависят от коммymционноro состоя
ния ДИНИlt.
В связи С этим возникает проблема выбора оптимальных схем
присоединения клин ии. при которых за1)'хание ВЧ "fl)aKтa было бы
минимально и n наименьшей степеltи подвержсно WIиянию nнеш
них фактоpun (коммутационное состояниеЛЭП. тeMnepa"l)'pa окру-
жающей среды и т.д.).
15
rЛАВА ВТОРАЯ
Распространение сиrналов
по мноrопроводным линиям
электропередачи
2.1. условия РАСПРОСТРАНЕНИЯ сиrНАЛА
ПО ОДНОРОДНОЙ соrЛдСОВАННОЙ ЛЭП
С rорИЗОНТАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ФАЗ
Понsrrне о модальных составляющих. для пони мания механиз
ма распространения сиrнала по ЛЭП удобно при ero paCCMOlJle
нии исключить мияние отраженных от мест нарушения OДHOpOД
ностилинии иолн, т.е. раССМ01]JeТьоднородную полубесконечную
линию. О д н О р О Д Н О Й будем считатьлинию, у которой пОдвес
ка проводов на опоре и их тип не меняется на всей ее длине, и KO
торая на всей своей длине проходит НaJl землей с одинаковым yдe
льным сопротимением. То, ЧТО линия приняТ"а полубесконе"ной,
позволяет не учитывать волны, OIраженные от приемноrо конца
линии, бесконечно далеко удалснноrо от передатчика и or места
наблюдения.
Рассмотрим УСЛОIJИЯ распространения сиrнала на примере
1]JaКYa, в схему Koтoporo ВХОДИТ линия с roризонтальным располо
жением проводов. д.1Я линии с таким расположением ПРОБОДОВ
механизм раСПРОСlранения сиrнала проямяется в наиболее Ha
rлядном ВИде, хотя все рассмотренные ниже ямения xapaкrepHЫ
таКЖе и LUIЯ линий С любым расположением ПРОБОДОВ на OIlOpe.
Присоединим источник сиrнала (reHepaTOp) с частотойfв нача
ле линии к крайней фаJе и заземлим две ДРУПIС фазы, IШК это IЮ
казано на рисунке 2.1, й. Даllее будем, передвиfЗЯСЬ моль линии,
иЗмерять напряжения каждой ю трех фаз относительно земли.
На рис. 2.2, й показано как модули наПpllжений фаз относите
льно земли зависЯт ОТ расстояния х между местом измерения и НЗ--
16
11,1.11
IV1!1.I) U. 3 ж
V;<JI.O
"....
а)
6)
Рис. 2./. Примеры пр"соедииеКИR ИCТO'IIIИX.3 C::llmвna к лии..... по схеме:
D кра няя фа:Ja :iСМЛЯ; 6 среДllЯЯ фаза земля
и. и.
""'.... . ""'....
0.8 ! 0.8
I
0.6 I ' I 0.6
:, . iw _,' : ' .; . :::
о .. о
0.01 0.1 1 10 100 I.ICM 0.01 0,1
а)
,Ij ,.
I
. ,
- R : ,'R
.i"UI.
1.
100 I.хи
б)
Рис. 2.2. Изменение модупеА напpsa:ження на фазах ПИМ" при nepeяlкжtИIВI'l'O'l"
хн измереllИJI вдоль линии при присоеДНllеини ИСТО'IННtlа:
D по схеме рис. 2.1. о: 6 по схеме ри(;, 2.1, 6
чалом ,тинии. Эrи зависимости ПОС1lIOены для случая присоедине-
ния по схеме крайняя фаза земля к линии 220 кВ (рис. 2.1, а).
Частота передаваемоrо сиrН"-lа принита равнойf 300 Kru.
Как в>\дНО из рис. 2.2. а, зависимость напряжения каждой из
фаз от продольной координаты ТО'IКИ измерений ПОJ.учается n<r
статоЧНО сложной, причем соотношение между lIапряжениями
разных фаз в каждой точке линии разное. Так, например, при уда-
лении от начала линии более, чем на 40 км, напряжение на нера-
бочих фазах становится больше, чем на рабочей фазе. В точке
х., 80 км напряжение на рабочей фазе оказывается примерно в 12
раз меньше. чем на нерабо.IИХ фазах.
Если выбрать друryю чаСТО'lУ сиrнала или, тем более. друryю
схему присоединения, то указанные зависимости будут друrими.
это хорошо ВИдно ИJ рис. 2.2. б. На этом рисунке нриведены зави-
симости от расстояния х меЖдУ местом измерения и началом ли-
нии модуля напряжеllИЯ разных фаз относиТ\:лыJO земли, пOClJIO-
]7
енные для присоединения по схеме средняя фаза земля
(рис. 2.1. 6) к той же ЛИНИИ 220 кВ и для той же чаCТOThl сиПlала
f 300 кru.
Такое мноrooбразие зависимостей в значительной мере за-
трупняет аНализ условий изменения напряжения на фазах по
длине . инии при разных частотах и схемах присоединения к фа-
зам ВЛ. Этот анализ сушественно облеl"'lается при использова-
нии модальноrо метода с введением понятия мод или модальных
составляюших.
Теоретические исследования. подтвержnенные эксперимента-
льно полученными данными. Показывают. что ДЛЯ линии сnюбым
раCllоложением провоповсуше,,'твует несколько способов возбуж-
дения системы н,шряжений и ТОКОВ lJ проводах lИНИИ при KOTO
рыхотношения межnу напряжения'!и и токаМИ проводов не юме-
няется по длине линии. Каждая такая систеМа напряжений И/1-L1И
ТОКОВ. распространяюшаяся вдоль линии без искаженИЯ своей
формы, называется модой (тodе в переводе с анrлийскоrоозна',а-
ет "ВИД волны. колебания"). Число таких способов возБУЖдения
(мод) всета равно числу проводов ЛИНИИ. При этом в одной из
мод, называемой земляноu ИЛИ нулевоu, токи 00 всеХ лроводах име
ют одинаковое направление и "обратный" ток протекает по зе ше.
Все остальные моды называются межnуфазными. так как для НИХ
прямой и обратный токи протекают по фазам ЛЭП.
Условия раСПРQ(,,-транения системы напряжений и ТОКОВ каж-
дой из мод описывается следуюшими пара метрами:
системой ВОЛНОВЫХ СОПрОТИШ1ений, СDЯЗЫвающих модальные
напряжение и м и ТОК 1м ЮIЖдоrо из проводов линии в любой точ-
ке х (число волновых еОПРОТИWJений равно числу фаз):
и и (х)
Z о.и J N (х) =consl;
(2.1)
КОэффИLlиентом затухания а, дБ/км. и коэффиuиентом фазы 13,
рад/КМ. с помошью которых можою описать, как изменяется мо-
дуль и на какой уroл поворачивается вектор напряжения (тока)
кaжnоrо из проводовлинии при продвижении ВдOJlЬлинии на рас-
(:тояние 1 КМ.
С помошью КОэффИLlиснта затухания а и коэффиuиентафазы 13
можно летка рассчитать напряжение и,.,(х) кaжnоro из проводов в
ПрОИ3IJОЛЬНОЙ точке ЛИНИИ, находяшейся на расстоянии х от ее
18
начала, по известному нa
пряжению им(о) cooтвeтcт
вующеro провода в начале
линии. При ЭТОМ модуль вeK
тора напряжения и..(х) yмe
ньшается 11 e-- o ,II5u/ раз по
сравнению с модулем напря
жеtlИЯ им(о), а сам вектор
поворачивается на утол «(3/),
рад:
1ff
., и. , 2
и,.'
Рис_ 2.3. Возбуждение 8 JIRВRН нулевоl
мoдw
им(х) u m (o)e--1'. l1Sах е--./I!Ж
U..(O)e--О.l1Sах[соs«(3х) + jsin«(3x)].
(2.2)
Коэффициент фазы (3 для частаrы[, кrц, связан со скоростью
распространения элеКТРО lаrнитных BOJIH данной моды вдол.ьли
НИИ 11, ТЬ!с. хм/с. эта связь, рад/хм, выражается как
I! 2'!f .
v
(2.3)
Такая же формула, при условии замены напряжения ина ток [,
отражает изменение тока вд(щьлинии.
Принято следуюшее обозначение мод. Как уже было отмечено,
одна из них называется 3емАЯНО;l или нулевой. Коэффициенты за
тухания и фазы этой моды наибольшие, так как весь обратный ток
в этой моле протекает в земле С очень большим удельным сопро
тивленИем (на мною ПОРl\дков больше. '(ем удельное сопротивле
ние ПРОIJОЛОВЛИНИИ). Междуфазным модам присваиваются HOMe
ра от nepвorono (п 1), rдe п 'lИсло проводов, по степени возра---
стания влияния земли на коэффициенты затухания и фазы.
Рассмотрим какие системы напряжений и токов проводов xa
рактсризуют моды В ЛИIiИИ С roризонтальным расположением
проводов.
Нулевая ...ода образуется, Korдa перслатчик включеli, как это ПО
казано на рис. 2.3, так, ,(то lia всс три фазы в начале линии подает
ся одинаковое напряжение (примем ero paBliblМ некоторой еди
нице)l.
I Более точны" анализ показывает. Ч1"О напряжение нулевой МОДЫ иа cpcд
неЯ фаJe несколько больше, а ТОК несКОЛЬКО меньше. чем на крайних фазах.
19
Рис. 2.4. Возбуждение8JDOO111Пераой Ри('.2.5. Возбужденне8ЛНИИИ8'Jороii
междуфаJНОЙ MOдW меж.цуфolзноА моды
Волновое сопротивление примерно одинаково д,1Я веех прово
дов, хотя, строю roВОрЯ, волновое сопротивление cpeAHero пpol!O
да несколько больше, чем для kptlЙНИХ ПРОБаДОВ.
Значения параМeтpDва, vи z;. нулевой моды для рассматривае
мой линии 220 кВ при ',астате 300 Kru приведены в табл. 2.1.
Пер6QЯ ме.ждуфазнQЯ меда (фаза средняя две фазы краЙние)
образуется, коща передЗТ'lИК включен, KtlK ЭТО показано на
рис. 2.4, так, что на обе крайние фазы в начале линии подается
одинаковое напряжение (ток), которое примем рапным HeKOТO
рой единице, а на среднюю фазу подается двойное напряжение
(ток), noнepHyroc по фа.JC на 180."
. Волновое СОПpoтивJlение примерно одинаково для всех прово
дов, ХОТЯ, cтporo rоворя, ВОЛНовое сопротивление cpeAHero прово
да несколько больше, чем длЯ крайних пропадав.
. БU.1reе точный анапи) покаЗЫRает. "IТU.п.nя Пер80Й моды модуль иапряжс
ния на среш..ей фазе несколько больше. чем днойное значение модуля напря..
женнн на крайнНХ фЗ'"J8Х.
Таблица 2.J.Звачеll8.8аараметрова, J'И z"ала разных мод
Пif,р."",стры
Названне NO.дw z". Ом. для прQtЮДов:
О. д'Б!ХМ ....КМ/С
I 2 3
Н)'левaJI tllCe Ф<t1Ы зс:мпя) 2.407 282179 590 634 590
Перll.aЯ мсжн.уфа1ная (средняя 0.055 299627 340 365 340
фii')3 'nlse краЙllне фазы)
Вторая меЖJIУ4м 111<111 0,187 297 734 403 403
(фа» Iф<1"1111С Фii1Ы)
20
Значения n, vи 2;. первой моды npl1 частоте З()() KrU приведены
втаБЛ.2.'.
Вторая междуфазная мода (фаза фаза крайние) образуется,
коша псредатчик /lключен, как это показано на рис. 2.5. В силу
симметрии расположения проводов относительно ПJJоскости,
проходяшей через средний провод, напряжение и ток на среднем
проводе по всей длине линии буд}'Т равны НУЛЮ.
Для каждоro и3 крайних проводов линии волновое сопротивле
ние одинаково (для cpeЛIIero провода, на котором во второй моде
нет ни напряжения, ни тока, БОлнооое сопротивление OТCyтcTBY
ет). Значения n, V и 2;. второй моды при частоте 300 Kr ц приведены
в табл. 2.\.
Теперь с помошью введенных поняrnй мод распространения
нанряжения и тока /lДОЛЬ линии можно леrко понять и IlpcJIeKa
ззть, как будут изменяться напряжения (токи) каждой из фаз ли
нии при IIРОИЗБОЛЬНblХ схсмах IlOдключения источника СИI"Нала к
этой линии. Для этоro используем метод наложения (суперпози
иии), при коroром для опреде..1ения напряжсний (токов) фаЗI!Л
бой произвольной ТQ<IKe хлинии ПРОИJводятслеДУЮl1lиедействия:
систему напряжений (токов) всех ПРОБОдов в на,.зле линии раз
лаraют на модш,ьные состаWIJIЮШие такнм обраjОМ, чтобы ШIЯ
каждоro из проводов сумма напряжений (токов) всех мод была бы
равна реалыlOМУ напряжению (току) рассматриваемоro провода;
рассматривают распространение каждой из модальных cocтaв
пяюших !Шольлинии до произвольной TO'IЮI х, используя опреде
ления напряжения каждой из фаз для каЖдОЙ из модальных co
стаnляюших в лой точке ПростуЮ за/lИСИМОСТЬ (2.2);
полученные оля !'ОЧки х напряжения модальных составляюших
на каждом из проводов reометрически СКlщдывзют и получают Ha
пряжения IlpOBOJIOO n рассматриваемой TO'IKe.
ИеПО,1ь:юваиие МОдз'1ЫIЫХ еоставляющих при рассмотрении
ус. О8ИЙ распространения СИЛlЗЛО8. Рассмотрим нспользование
описанноro метода на примере линии, изображенной иа рис. 2.\
(т.е. при наиболее простм случае, коrда нерабочие фаты линии
зазем. ены). В :)1"0.. е:lучае напряжения на нерабочих фазах в нача
ле линии равны нулю и разложение напряжений на проnодах /1 Ha
чале линии на напряжения модальных составллюших производят
как это показано n таб'1. 2.2.
Проведем анализ приведенных /lыше зависимостей наПрllЖе
ний Ila рабочей и нерабочей фазах при присоедннении по схемам
крайняя фаза земля и средняя фаза земля, прИНЯ/l напряже
21
т иftJlИU<l 2 2 HanpRJКeHHJI модалЬНLlХ С0СТ8L1ЯЮ1UИX . начале линии (: I'OрНJOита
.пьвы.. расположением 1I,о80З08
ФоРJ.lулы мм определсним "-4('1J\алЬНЫJl: наПрМ>КСIIIIИ 118
ПРИСОС4инсние nсвnй kРdRней среднеА пpaвoli kpаАнси фазе
фахl фаJt 2 3
и,., O.169l1,; и,., О,345и.; u,., 0.169U,;
Фаза 1 земля U 1M2 == 0.5U r ; U 1w2 == о; и Зи1 == 0,5 U r ;
и,.. О,331l1, и,.о О.345и, и,.. O.33Iи,
и,., О.325и,; и,.. 0.66зи,; 11,., О.315и,;
Фаза 2 хмпя и... 2 ==о; lJ 1w2 ==0; 11,., О;
и,.. 0,32511, и,.. 0,337 и, им о,325l1,
U 1иl О.494Ц; и 2м, == I,ООБU r ; и1а.11 == 0.494U r :
Фаза 1 фаза U 1N2 "'" О,5и..; и'2м2==о; U JM1 == O.SU r :
и,мII О,ОО6и, и,.. 0.006 11, из.. 0.ОО6и,
U 1ul ""'О; lJ 2N1 ==0; Uэиl=О;
фаза 1 фаза 3 U 1M2 "'" Ц; и'2м2 со о: V ЗМ2 ... U r ;
и,.O О и,мО о U JMO О
ние reHepaтopa. приложенное к рабочей фазе. равным единице
(Ur 1).
а) Схема присоедиllенuя крайняя фаза земля при заземленных He
рабочих фазах (рис. 2. J, а).
Соrласно данным табл. 2.2 в и а ч ал е л и н и и (обозначе
иие О) имеются напряжения во всех трех модах:
для первой (рабочей) фазы: напряжение первой моды
и,м,(О) 0,169. напряжение второй моды и"а(О) 0,5 и наnря
жение нулевой моды и,мо(О) 0,331; (их rеомстрическая сумма
равна единине. Т.е. реалыюму напряжению rCHep31opaj;
для второй (нерабочеii) фазы: напряжение первой моды
U 2M1 (0) 0,345 и напряжение нулеоой моды lJzMo(O) 0,345, Ha
пряже.,"е второй моды отсутствует (их rеометрическая сумма paB
на нулю. Т.е. реальному напряжению !!торой фазы относительно
земли);
для третьей (нерабочеiJ) фазы: напряжение периой моды
U'MI(O) 0.169. напряжение D10роЙ моды U 1M2 (0) 0,5 и напря
жение нуле"ой моды и,мо(О) 0,331 (их r-еометрИ'lеская сумма
равна нулю, Т.е. реальному напряжению третьей фаЗbl относиТCJIЬ
но земли).
22
В точке линии, нахозящейся на расстоянии х от ее
начала:
МОдуль напряжеиия каждои из мод на кaжn.ом из проводов бу-
дет меньше, чем в начале линии В (rO.l IS "-') раз (В соответствии с
выражением (2.2), в котором для каждой моды коЭФФициент381У-
хания о. 01 носится К рассматриваемой моде);
эти напряжения будут nOBepHyrw (10 фазе на уroл J3x (в соответ-
ствии со своей скоростью распространения v рассматриваемой
МОдЫ).
Реальное напряжение на каждой из фаз равно reометрическоi!
сумме напряжений MOд;!JJbHЫX состаWlЯlOЩИХ для соответствую.-
щсi! фазы в точке х:
и\(х) = и.... (х)i-U. и2 (х) +и\..о(х); }
и 2 (х) =и 2"I(x)+U 2..0 (х);
Uз(х) =и з..1 (х)+ U з .. 2 (х)+ u з .. о (х).
(2.4)
Так как и коэффициент 381уХЗНия и скорость распространения
у разных мод раЗ1lИЧНЫ, модули напряжений этих мод при перехо-
де от началалинии К7O'Iкехбудyr уменьшаться в разное число раз,
а векторы этих напряжений будут ПОВОра'ШIJЮ'ЬСЯ на разные утлы.
В результате, по мере удалсния от начала линии модуль напряже-
ния на рабочей фазе будет уменьшаться, 3 на нерабо'IИХ фазах ли-
нии станет отличным от иуля. При этом, степеиь уменьшения на-
пряжеliИЯ ..а рабочей фазе и степень увеличения напряжения на
нерабочих фазах определястся как амплитудными, ТдК и фазоВЫ-
ми соотношениями меЖдУ напряжениями разных мод.
Втабл. 2.3 привсдсны результаты раСЧС1;! по(2.2) и (2.4)дпя раз-
Нl>'X расстояний х. При расчетах бьulИ использоваиы значения ко-
эффиииснто!! ЗВJyXaния и скоростей распространения ра.lJlИЧНЫХ
мод, приведенные в табл. 2.1.
Из данных табл. 2.3 ВИдно, ЧТО напряжение всех трех мод ока-
эывает заметное 1L1ияние на напряжения фаз только при расстоя-
нии от начала линии, не превышающем 1 О КМ. При расстоянии от
начала линии 10 км и более, напряжение нулевой составляющсй
стаНОВИ1Ся lIaMHoro меньше напряжений обеих меЖдУФазных мо"
и можно считать, что напряжение на фазах оБУСJlаWIИ!!ается толь-
ко reометрической суммой напряжений меЖдуфазных мод.
При рас 'Тоянии от начала ВЛ, превышающем 10 км. напряже-
ния на Крайних фазах в значительной степени определяется фазо-
23
Та бп 11 ц а 2.3. Напрsuкення 11:' фазах II"Н"И в ра1НЫХ ее точках IlрИ пр"соедине-
нми по схеме крайняя фа38 земли.
PaCCTO НапркжеltИС модальной СОС1'8ВЛJlюшей Модуль
кнме. х, Фа.. н:юрмже.
КМ I 2 О НИflФЗЗЫ
I 0,137 + р,099 0.402 + р.295 0,252 + р.199 0.988
0,1 2 0.279 р.202 0,262 + р,207 0.018
3 0,137 + Р.О99 .402 р,295 0.252 + fJ.199 0.013
I 0.158 fJ.012 0,338 fJ,185 O,OI4 fJ,Ol5 0,527
10 2 .322 Р.О245 .0145 Р.О156 0,339
3 0.158 fJ.012 ,338 + fJ,I85 O,OI4 fJ,Ol5 0.25
I 0.085 Р.О59 0.077 + fJ.OS2 < IO 10 0.01
78 2 O,173 + fJI20 < IO 10 0.211
3 0,085 fJ.OS9 0.077 р.052 < IO 10 0.196
I 0,055 Р.О64 0,024 + Р,О4 < 10 10 0,083
110 2 O.lll + Р.I3\ < IO 10 0,172
3 0,055 р,О64 ,024 fJ,04 < IO 10 0,109
ВЫМ yrлом меJЮIY напряжениями первой и вroрой мод, который
увеличивается с увеличением раССТОЯIlИЯ. На расстоянии 78 км от
начала линии фазовый уrол между напряжениями первой и BTO
рой мод (равный разности между фазовыми ушами векторов на.
пряжений этих междуфазных мод) ОКЗЗЫll3ется примерно равным
180'. При этом:
напряжение на рабочей фазе оказывается равным арифметиче-
ской разности близких по модулю напряжений меJЮlYфазных мод
и становится очень малым;
напряжение на средней нерабочей фазе получается HaMHoro бо-
льше напряжения на рабо'lей фазе, так как определяется только
напряжением мало затухаюшей первой моды (напряжение второй
моды на средней фазе отсук'Твует);
напряжение на второй крайней нерабочей фазе также HaMHoro
больше напряжения на рабочей фазе, так как определяется ариф-
метической суммой (а не разностью, как для первой фазы) близ-
ких по модулю напряжений меЖдуфазных мод.
При дальнейшем увеличении расстояния от начала ВЛ за 80 км
напряжение на рабочей фаJe наЧинает возрастать за счет тoro, что
24
фазовый yroл меJIЩY напряжениями меЖllуфазных мол окаЗЫD8ет
ся больше 180' и rеометрl1',еская сумма этих наr'рнжений CraHIr
ВИТСЯ больше их арифмеТИ'lеской разности.
б) Схема присоединенин средняя фаза 3i!МJ/Я при заземленных He
рабочих фазах (рис. 2./. б).
В начале линии соrласно данным табл. 2.2 имеюrся напряже
ния только в двух модах нулевой и lIервой меЖдУфазной (во второй
меЖllYФазной моде при такой схеме включения напряжение не
возбуЖll8eтСЯ): .
для первой (не рабочей) фазы: напряжение первой моды
и,мl(О) 0,325, напряжение нулевой моды и.ми(о) 0.325; (их
reометрнческая сумма равна нулю, то есть реальному напряжению
первой фазы относительно зеWlИ);
для второй (рабочей) фазы: напряжение первой моды
и2M'(0) 0.663 и напрнжение нулевой моды и 2 ..о<о) 0,337; (reo--
метри',еская сумма равна единице, то есть реальному напряжению
[Снератора);
для третьей (нерабочей) фазы напряжения мод такие же, что и
для первой фазы.
Так же, как и в случае присоединения по схеме крайнЮ!
фаза земля при удалении точки измерения от наЧlша ВЛ IIрИ
мерно на (() км нулевая мода практически затухает и остается TO
лько первая МСЖlIуфазная мода. При :ПОМ наПPSlжение на нерабо
чих крайних фазах становятся равными примерно половине Ha
пряжения на рабочей фазе и при БОJ\ьшем удалении от начала
линии это соотношение остается ПОСТОЯIIIIЫМ,II сами напряжения
уменьшаются Д0СТ310ЧllO MeдJ\eHHo в соответствии с коэффици
еитом затухаНИSI первой молы.
Проведенный анализ хорошо и наrлЯдНО объясняет ход кри
вых. приведенных на рис. 2.2. а и б.
Весь RышеизложеllllЫй анализ производился при изменении
местоположения точки измерений вдоль дJ\ины полу6есконечной
линии для неизменной частоты сиr",ша. nonaBaeMoro в линию.
Аналоrичные 110 характеру резуль-rJТЫ получаЮТСSI при paCCMOтpe
нии частотной зависимости напряжения сиrнала в конце ПОЛНIr
стью соrласованной линии фиксированной дJ\HHЫ. На рис. 2.6
приведена частотная зависимость затухания линии длиной 80 км
длЯ разных схем присоединения к ней при примерном соrласова-
нии наrpузки на ее конце с волновыми сопротивлеllИЯМИ линии.
2S
15
2:
".»
30
25
20
.. ..- -.. .. ... . .
10
1 .
. 1 . .
...._... ...u. ...=........'I-_ ........... .
- -
о
)0 9s 160 215 290 )М 420 48 sso 615 6ИО 74S 1110 B7S 940 f,. м:rц
Рис. 2.6. Частотная 3.3ВИСИМocn. з.атухання lIИНИИ 2Z(J кВ ДJlниоА 80 КМ при cxe
ме nрнсоеднненИА среднЯЯ фаза эеfllJlй (J) И кpaAuи фаза земля (2)
Из сопостамения приведенных выше результатов расчетов и
анализа этих результатов, сделанных дЛЯ нетранспонированной
ЛИНИИ. МОЖНО сделать несКОЛЬКО важных выводов:
на лиииях с реальными минами 10 км и более можно считать,
что часть напряжения передаNика, попавшая в нулевую моду,
полностью затухает на этой Д1,ине и напряжение на фазах линии
вдали от ее начала определяется только напряжениями межцуфаз
иых мод;
однотипные по ВИду схемы I1рисоединения к ВЛ (например,
фаза земля) имеют сушественно paJllbIe зависимости напряже
ния на рабочем проводе от расстояния от нача.lа ВЛ;
наилучшими схемами присоединения к ЛИНИИ яМЯlOТся схемы
присоединения, при которых в линии возбуждается только одиа
межцуфазная мода. Такие схемы Ilрисоединения называются О д
н о м о д о в ы м и 110 '.ислу мсждуфаJНЫХ мод, сушествуюших в
линии при данной схеме присоединения. В рассматриваемом слу
чае это схемы средНЯЯ фaJa земля (из меж.цуфазных мод влинии
сушествуст только первая мода) и фаза фаза крайнне (в линии
сушествуст только вторая мода). Зависимость напряжения на pa
бочей (рабо<IИХ) фазе от расстояния от начала ли нии в этих случаях
монотон..ая без проВtlЛов. К этим же схемам можно отнести так
называемые к в а 3 и о Д н о м О Д О В Ы е схемы, при которых воз--
буждаемос .. начале линии напряжение первой моды (с МИIIИМаль
ным затуханием и фазовым сдаИJ"Oм), .10 крайней мере, не меньше
26
напряжения второй меЖдУФазной моды (с БОльшим З31)'ханием и
фазовым сдвиrом). Напряжения на нерабо'IИХ фазах при OДHOMO
девы). и кваJИОДJIOМОДОВЫХ схемах присоединения всеrдз меньше,
чем напряжение на рабочей фазе. ДsIЯ рассматриваемой линии тa
кой схемой присоединения ЯJ!ЛЯется средняя фаза крайняя
фаза);
схемы присоединения. при которых в начале линии 8ОзБУЖда
ются напряжения доух меЖдуфазных мод С разными Ja1)'Xitниями
И скоростями распространения. при условии, что напряжение
моды с большим затуханием и фазовым сдвиroм больше налряже
ния моды с минимальным За1уханием и фазовым сдоиrом называ
ются м н о r О м од о в ы м и . Зависимость напряжения на рабочей
фазе от рассroяиия от на'IЗJlа. ИНИИ в этих случаях немонOТDННая
с Наличие t провалов напряжения ИЛИ, что то же самое, ВСПЛе
сков или полюсов за1)'Хания. Напряжения на нерабо'IИХ фазах
мо'У' быть значительно больше напряжения на рабочей фазе.
Для рассматриваемой линии это схема присоединения крайняя
фаза земля;
при такой длине линий (или при такой частоте), при которых
разность между ФаЗО8ЫМИ УlЛами векторов меЖдуфазных мод дo
"'1аючно 1ЗЛа, отличие 11 ХЗР-dктсре нзмеllения наrlряжения на pa
бочей 11 нерабочих фазахдля одномодовых и мноюмодовых OДHO
типных схем присоединения невслик(). При этом выбор любой
фазы в качестве рабо'lей мало влияет l1а напряжение на дой фазе
и наllряжение на рабочей фазе всеrдз больше напряжения нерабо
чих фаз;
при длиие лии ии ("'1И при такой частоте), при которых раз
ность между фазовыми уrilами векторов меЖДУфЗЗllЫХ мод дocтa
точно велика. необходимо учитывать рЗ'll1ичие между параметра
ми ОДНОМОДО8ЫХ и IIIHoroMonoBЫX схем присоединения и произво
дить ныбор схемы присоединения с учетом этих различий. При
ЭТОМ может оказаться, что на некотором расстоянии от начала ли
нии максимальный сиrнал получается не на той фазе, к которой
присоеДИI.еll передапик в начале линии. а на друroй фазе.
Влияние roлолеДНО Н3'lOрозиевых отложений на правадах лIOlИК
на условия передачи СИf1lЗЛЗ. Пояаленне на проводах ВЛ rололед
но изморозиевых ОТЛОЖеllИЙ (fИО) вызывает существен нос YBe
личение коэффиuиеllТОВ затухания модальных соста8JIЯЮWИХ и
уменьшение скоростей распространения. это объясняется, lJ)ав
27
Табл и ца 2.4. ВпНАние rио на МО.д8JIьиwe парамС1'рЫ
НЗIII'II- Параметры Значения napaJ04I:ТpOD а и ... ДЛЯ pa:lHIbl)( MOlI.
женме И номсра 111'" p3JHblX 'lас",отах "r u
ВJ1. кВ М"" 50 100 300 1000
1 0,022/0,09 0.031/0.286 0.051/0,87 0.116/1.23
а, 2 0.034/0.102 0,066/0.288 0,19/0.9 0's45/I.SI
дБ/км
О 0.66/0,69 1.04/1,28 2,43/3 5,3/6,13
220
1 299.17/274,19 299.38/275.62 299.6/280,16 299.76/282.46
v, 2 29658/274.82 297,02/276.35 297,75/280,76 2985/283.38
""с. ю../
о 265.2/252.52 271,94/259.79 282.24/271,02 289.52/279,22
1 0.011/0,039 0,02/0,286 0.053/0,366 0,158/0.542
а, 2 0.061/0,087 0,133/0.219 0.4/0,68 1.06/1.45
дБ/км
О 0.722/0.76 1.23/1,31 2,62/2.87 5,5/5,86
500
1 299.0/288.53 299.12/289.17 299,32/291.11 299.5/292,22
v, 2 293.1 5/284,3 294.11/285.7 295,81/288.83 297,37/291.19
ы.. КМ!
О 264.1/258.41 2n.02/266,45 282.24/277,41 289.52/285,32
При м с ч 01 Н Н С. В ЧИCJIитспс приведсны :JН8ченИА ПЗl'змстров без rио, 6 ЗНВМеН8П
JlC c rио.
ным образом, потерями электромаrнитной энерrии в слое roлоле-
да или изморози.
Потери, вносимые roлоледом, одинаковы ДЛЯ каждой из мода-
льных составляющих. Поэтому влияние roлоледа при водит х
уравниванию потерь о разных модальных составляюших, Т.е. к
уменьшению различия межцу коэффициентами затухания а И
скоростями распространения v различных мод. При этом макси-
мальное изменение затухания и скорости распространения IlОЛУ-
чается у первой моды Н минимальное изменение у нулевой
моды.
При прочих равных условиях изменение о значении коэффи-
циентов затухания а и скоростей распространения v зависит от
толщины rио, диаметра проводалинии и OТToro расlllenлена или
нет фаза линии. это изменение тем больше, чем больше толшина
rио, чем меньше диаметр провода линии и максимадьно ДЛЯ ли-
нии без расшеnлеиия фаз. Для линий с расщепленными фазами
28
влияние rио сущecrвенно меиьwе. чем для линий без расщепле
иия фазы.
Для ИJшостраuии сказзннOJ'О в табл. 2.4 приведены значения
модальных парамС1рОВ вл 220 кВ с нерасшепленной фазой и вл
500 кВ с фазон, расшепленной на три состамяюших, определен
ные без I'Oлоледа и С I'Oлоледом при тол шине стенки 2 см.
2.2. ВЛИЯНИЕ ТРАНСПОЗИЦИИ ФАЗ ЛИНИИ
НА УСЛОВИЯ ПЕРЕДАЧИ сиrНАЛА
Транспозиuия фаз эroтакой ВИднарушенияодНОРОД
ноети лииии, который. практичесКII ие приводll к ПOJlмению oт
раженных волн, вызывает ПОЯВllение на участке линии после
транспозиuии напряжений и roKOB во всех трех модах, даже в том
случае. коша на уча<:тке ЛИНИИ до транспозиuии IIмеется напря
жение и roK только R одной моде. Рассмотрим это на при мере J1И
НИи С I'Oризонтальным расположением фаз.
Примем, как это показано на рис. 2.7. а. чro к местутранспози
ции фаз подходит падаюшЗJI волна только одной (первой) моды.
Для первой моды, как это следует из прсдьщушеrо материа а, Ha
пряжения в условпых единиuах на крайних фазах равны 1, а на
средней фазе +2.04". Напряжеиия фаз непосредственно до и сразу
послетранспозиuиидоджны быть одинаковыми. В силу 3101'0. по
слетранспооиuии система напряжений на фазах не будетсоответ
СТ80вать ни одной ИЗ мод И может быть разложена на модальные
состамяюшие. как эro показано tШ рис. 2.7. а.
То же самое можно сказзтьдля случаев, коша на У'шстке линии
дотраНСПООИllИИ сушеСТRУеттолько вropая мода (рис. 2.7, б) и ro
лько нулевая мода (на рисунке ЭТОТСJlучай не отображеп, TdK как в
местетранспозиции напряжение этой моды, как правило. oтcyтcт
вует). Как ВИдно из рис. 2.7, транспозиuия фаз при водит к ПОЯRJ1е
нию на участке линии после транспозИlIИИ напряжений и roKoB во
всех трех модах. даже в том случае. кorDa на участке линии до
транспозиции иапряже.lИе и ток сушествуеттолько 60ДНОЙ МОде.
Рассмотрим теперь, как транспозиция повлияет на условия pac
пространения сиrнала по линии. на которой дВаЖДЫ (на рассroя
. ПРИНИ\f:аем при '1ТОМ, 'tТO отраженные от места траllСIЮJИЦИИ ео':1НЫ Ha
столько Мал"'I, ЧТО ИМИ МОЖНОIIpt'нсбрсчьи с'Читать. что волна проходит через
место траНСПОЗИЦИИ фаз без искажения.
29
05 1."2 o. 2
1........pI.., '1 1I...
,:, н.........
"", ..CJ*'It.,..J'IIn..Y...,;:
11.'"0 O. --41. O В
.. ' = 1 .... "= : n'Xl I=.:::: .....
... фIt. ,,,:,,,,,", n1J'<lil ")".0<8lIl',
U."-I и =].04 O.S 1.52 1J.I)2
. .
(J.Y2
в
( '
n.fIK
и.= I (J.494 fl.:I О.ОЬ
а)
6)
Рис. 2.7. 8л.ИJlние траНСПОJНIUIИ на условии распространени. RЧ снrнала:
Q k мес1)' трэнспозииии llOДХОДИТ 80ЛНа ТШIЬКО перВОЙ моды; 6 к МСС1)'
tpвнсnозицин ПОДХОДИТ волна ТОЛЬКО вторОЙ МОДЫ
нии 100 и 200 км от ее начала) осушестмено lJ)анспонирование
ф-.LЗ.
Рассмотрим наиболее нростой случай, коша рабочая фаза в нa
чале лннии среДНЯЯ И KorJIa обе нерабочие (крайние) фазы ли
нии заземлены. При этом, на участке линии до первой lJ)анспози
ции, изменение нанряжения фаз при увеличении расстояния точ
ки измерения 01 начала линии будет происходить достато'жо
Монотонно (также, как и в рассматриваемом ранее случае HC1paH
спонированной линии при схеме присоединения средняя
фаза земля см. рис. 2.1, 6и 2.2, 6). В точке. удаленной or Ha
,.ала линин на расстояние 100 км и расположенно!; непосредст
венно перед траНСПОJиuией, будет только "адаюшая волна первой
моды. В на,.але .порою участка линии после первой lJ)анснозиции
соrласно рис. 2.7. а появятся на"ряжения в первой и второй модах
(напряжением в нулевой моде моЖlro пренебречь). Поэтому на
этом У',а(;тке линии характер изменения напряжения фаз при YBe
ли,.ении расстояtlИ!1 ТО'IКИ измерения от точки lJ)анспозиuии бу
дет совершенно друrой, чем на IlepBoM участке. Он будет пример
НО такой же, какдля ДВУХМОДОlЮй схемы IlрисоедИIlСНИЯ к HcтpaJr
спонированной ,1ИНИИ (см. рис. 2.1, и и 2.2, а). В на'lале rpетьсю
участкаЛИllИИ (послс второй lJ)анспозиuии) напряжения впервой
и второй модах ПОЯВЯТСЯ как or пероой (рис. 2.7, а), так и от
рой (рис. 2.7, 6) мод, ПОдошедших слева по второму участку ли
нии к месту второй lJ)анспозиuии. Поэтому характер измеиения
напряжений фаз по третьему участку по мере удале.IИЯ от места
второй траиспозиuии будет отличаться от характера изменения,
как на llервом, Т"dK и на втором У'lЗстках. При этом, IФк на втором,
так и на третьем участках возможны достаточно резкие измене-
30
ния напряжения фаз относительно земли И соотношения МСЖдУ
этими наПpllжениями, характерныс для мнотомодовых схем
присоединения.
2.3. ВЛИЯНИЕ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН
НА ЗА1УХАНИЕ ВЧ ТРАКТА
До сих пор мы рассматривали условия распространения СИПlа
ла без учета отраженных волн (по полубесконе'IНОЙ или СОШасо
ванной лишш).
Реальные линии имеют конечную длину и не имеют полноro
соrласования по КОнцам. Поэтому наПpllжение сиrнала в любой
точке линии и, в том ЧИС:Jе, по ее концам определяется не только
папаЮWIIМИ, как это paCCMaтpllRallOCb в 2.1 11 2.2. но и отражен
ными от КОНЦОВ линии волнами. Отраженные волны DOзникают
из папаюwих в местах нарушения ОДНОРОдносТи линии (В данном
случае на концах линии). Напряжение отраженной волны в месте
отражения связано с напряжением падающей волны коЭФФици
eH1UM отражения:
итр k01j)U П "'" (2.5)
Коэффициент отражения показывает насколько нarpyзка всех
фаз на конце линии отличается от волновых сопротивлений ли
нии. В c'lY'lae полнOI'O соrласования наll>УЗКИ и волиовоrо сопро-
тив.qения линии коэффициент отражения равен нулю и отражен-
ная ВОЛНа не возникает. Во всех остальных случаях в конце линии
возникает отраженная волна. Если к концу линии 11ОДХОДИТ папа-
юwая волна только одной моды. то отраженные волны возникают
в обwем случае во всех МОдах, что Bcerдa иадо учитывать при ана-
лизе усдовий переда'lИ сиrнала 110 линии.
Отраженная от конца лИнии ВОЛНа Jlюбой моды распространя
стея в сторону начала линии и, дойдя до начала линии, склапыва
стея с напряжением падаюwей ВОJlНЫ этой же моды. В начале ли
нии уroл <jI меЖдУ векторами напряжений папаюwей и пришедwей
к наЧIШУ отраженной от конца линии волны определяется двой
НЫМ про6еroм ВОлНbI по ШlИне линии. Для линии длиной 1, км,
утол 'Р. рап, вычисляется по формуле, кoroрая с учC1QМ (2.3) эапи
сывается в ВИде:
IIJ :2J3f =2 2тr,f 1.
v
(2.6)
31
Z8;IL.0м
570 t ,-1';' i' '.' j'" -1- - -,. ';'1'" '1"';, :--1--' j' - -i:-'T-- --:-''-'" .--...!
540' I : --".-.,' --.:
510 1'1' '1 ;1, -- 1:
480 --
: ,-
Т"
390 - . -- --- -,- - -,
360 ..... _ .. __ ;.... ..... ..:..... __. ...,...... __..!....... .... '.: ... . --;
280 290 300 310 320 ]30 f, .uu
450 I '
420 . --
Рис. 2.8. ЧастоТНaJI ]заисимоС'ТЬ входиоrо СОПро1"Иаленна линейноro 1lJakтa о,.
O'I'tYfC1'аки с.оrласО&аКИJI на Пр'иемном Koн.ue JUШНН
Полные напряжения на фазах являются reометрической сум-
мой падающих и отраженных волн, которые на разных частотах в
соответствии с выражеllием (2.6) 1laX0дятся в разных фазовых СО.
отношениях. В связи с этим полные напряжения на фазах в начале
линии периоди.tески изменяются от арифметической сумыы на.
пряжеllИЯ падающих и отражеНIIЫХ волн (уroл Ч'I, определенный
по (2.6), кратен 'Iетноыу числу п) до арифметической ра'iНОСТИ
между ними (уroл Ч'2 кратен нечетному числу п). Это обуславлива-
ет периодическое изменение входноrо сопротимения каждой из
фаз пинии от ыаксимума до миниыума, Интервал ыежду частота-
ми, к[ц, соответствующими максимальным и минимальным зна
чениям входноro сопротивления [;.fтax m1. определяется из
выражения:
11
4fтfJX m1. 4i'
(2.7)
которое можно получить из' очевидноro соотношения:
cpz Ч'I 2 2" 1(12 fi) П.
11
Влияние отраженных волн на входное сопротивлениелинеАно--
ro ВЧ 'Ipaктa хорошо видно из рис, 2.8, на котором приведена за.
32
--ш-----Т----------j-.---------fш------Т...-------f- ш ---- -
&. . . ..: ..-.--:--._.2.-.. :- ----- --:- - . .
. .
32
. .
. . I . , .
24 -- ------- -т- - ----- шj--ш------[---------Т .--- ----- -[ ----------1
1:' -:-::::::т-: о:: ::::: :::::::::::f:::::::::: ::::::::::: ::::::::::1
о
280
290
300
310
320
330
f. .ru
h . 2.9. "lаCТOТ1lая зависммосп. ЗI1)'Х3ННН линеiAноro тракта при отсyrcтвин со-
rJl8СованИJl на приемном конце пниии ДJIII прнс:оедннеНИJl ПО схеме:
/ среДНМЯ фаза земля; 2 крайняя фа...а ЗС:МJI:Н
ВИСИМОСТЬ входноrо сопротивления ЛИllейноrо 1lXIKTa от частоты
при присоединении по одномодовой схеме средняя фаза ЗСМIlЯ
к нетранспонированной линии 220 кВ с rоризонтальным распо--
ложением фаз_ Длина линии принята равной 80 км.
Как видно из рисунка, интервал часто'r. в котором rlРОИСХОдиТ
изменение входнот сопротивления от максима.lьноrо до мини...
мальноrо значения, соответствуС']' интервалу, определенному по
(2.1). при длине линии 1, равной 80 КМ, если принять скорость v
первой моды, ранной 300 тыс. км/с, он примерно равен 0.94 Kru.
Размах изменения входноrо сопротивления линейноrо тракта в
полосе частот, опредсляемой по (2.7), будe-rтсм меньше, чем MeHb
ше ко'>ФФициент отражения от прием ною конца линии (т.е., 'leM
меньше напряжение отраженной волны в месте отражения) и чем
больше затухание междуфазной МОДЫ на д.чине линии (т_е., чем
больше ослабляется дошедшая до начала линии волна, отражен
ная от ее конца)_
Зависимость входною сопротивления от частоты ДflЯ MHorOMo
nOBblX схем присоединенИ>I имеет тот же характер, что и д.1Я одно--
модовых схем присоединения Лишь Ilезна IИТельно ОТЛИ'lasIСЬ от
нее в некоторых деталях.
Дошедшая до начала линии отраженная c1r ее конца волна, при
отсутствии СОI'JШсованИЯ в на'(але ЛИIIИИ ВНОВЬ отрюится и, pae
пространяясь моль линии, достиrнет ее ковца. Эш IIРИIJOДИТ к
тому. что Тdкже как и для начала линии, полные напряжения на
33
фазах в кониелинии I1ериодически изменяются от макеимальноro
до минимальноrо значения. ()бусламивая лериодическое измене
ние налряжения на наrpузке конца ли нии и. соответственно З'I'/)'
хзния сиrнала. лередаваемоrо ло тракту. Интервал меЖдУ частота
ми, которые соответствуют смежным максимумам и минимумам
заТУJШНИЯ, также как и ДОlЯ BXOAНOro солротивления, олределяется
ло (2.7).
Влияние отраженных волн на затухание линейных трактов ло
казано На рис. 2.9 на лримере уже рассматриваемой ЛИliИИ 220 кВ.
На этом рисунке лриведены частотные зависимости затухания ли
нейноro тракта лри одномодовой (кривая / для схемы средняя
фаза зсмяя) и мноrомодовой (кривая 2 для схемы крайняя
фаза земля) схемам лрисоединения. УCJlOвия, лри которых лро
изводился расчет зависимостей рис. 2.9, одинаковы для обеих
схем лрисоединения рабочая фаза наrpужена На СОЛРОТИR11ение
450 Ом. а нерабо,ше фазы изолированы (для соrласованнойлинии
зависимость затухания от частоты лриneдены н,1 рис. 2.6).
Из этоrо рисунка хорошо видна разница в характере лриведен
"ых зависимостей для разных схем лрисоединения. для OДHOMO
довой схемы лрисоеШlllения с ислользованием для орraнюаиии
тpaKrd ()дноименных фаз с обеих концов линии ра.!мзх изменения
затухания линейноrо тракта В лолосе частот, олределяемой ло
(2.7), небольшой (лримерно 1,5 дЕ) и уменьшается с ростом часто
ты из за увеличения затухания В тракте отражения. Для MHoroMO
довой схемы Itрисоединения размах ИЗМенения 3атухаНИ>l может
доходить до 25 дЕ и более (В /ЮJlOсе ча,,-тот около 950 ru!), ЛРИ'lем с
ростом чаcroты. этот размах может каК уменьшаться, так и
увеличиваться.
2.4. ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА СХЕМ ПРИ СОЕДИНЕНИЯ К ВЛ
При выборе схем лрисоединения к линии лредIlочтение дол
жно быть отдано оптимальным схемам лрисоединения. Оrnима
льными схемами лрисоединения мы будем называть такис схемы
IIрисоединения. лри которых затухание ВЧ тракта и нестаБИЛIr
НОСТЬ затухания. вызванная различными лричинами. оказывают
ся минимально возМожными. Нестабильностъ затухания может
вызываться:
изменением коммутационноro СОСтояния линии, лри котором
изменяется наrpузка фаз на се концах и, соотвеТСТRБННО. условия
34
распределения напряжения сиrnaлa МСJIЩY модiiМИ и коэффици-
ент отражения волн от конца линии;
из енением TeMneparypbI воздуха, которое приводит к измене-
нию стрелы провеса фаз и тросов, т.е. рас',етной высоты их подве-
са. При этом изменяются потери, вносимые землей в тракт рас-
пространения мод, и. соответственно, за1)'XШiие и скорость рас-
пространения мод;
rололедно-изморозиевыми образованиями на фазах и тросах
линии, которые значительно увеличивают потери, вносимые В
тракт распространения мод.
Принципы выбора схем присоединения к линии формулиру-
ются, основываясь на результатах приведенноrо выше анализа
условий распространения СИПlала по линиям при помощи мода-
Льной теории с учетом конструктивных особеннО<.-тей линий.
С ЭТОЙ точки зрении линии можно разделить на три большие
rpYnnbl: нетранспонированные сuм.метРUЧJlые, lIeтpaHcпOHиpoвaH
ные несимметрuчные u трансм//ированные. Рассмотрим этиlpуlшы
отдельно.
Нетранепонироваииые симметричные лннни. К этой rpynne от-
носятся нетраНСllонированные линии, для которых параметры
трактов с допустимой поrpeшностью можно рассчитать, ИСПОЛЬ-
зуя теорию симметричных ЛИНиЙ.
С и м м е т р и ч н ы м И называют такие линии, у которых:
расстояния между всеми проводами одинаковы;
расстояния между каждbl из проводов и землей одинаковы.
у таких линий (которые с некшорыми допущениями реально
осуществимы только д'тя кабельных линий) междуфазные моды
имеют одинаковые коэффициенты затухания и скорости распро-
странения. и вее однотипные схемы присоединения (например,
фаза земля) по споим параметрам не отличаются однаот дрyrой.
Критерием Toro. можно ли считать параМетры линии. исполь-
зуя теорию симметричныхлиний. ИЛИ их шшосчитать с учетом ре-
альной несимметрии. II'W1Яется допустимая Iюrpешность расчета
затухания ВЧ тракта. Принято, что допустимая ПОIрешность рас-
'!ета затухания, сделанноrо с использоuзнием теории симметрич-
ных ЛИНИй без учета MHoroKpaтHo отраженных волн. не должна
превышать:!: 2 дБ. При соблюдении этоrо условия расчет допол-
нительноro затухания, оБУСJlОWJенноro наличием в линии MHoro-
кратно отраженных волн, l"акже производится с малой поrpешно--
стью. Анализ серии расчетов, проведенныхдля разных линий, по--
казывает, что указанная пorрешность раСЧСТ'd не превышается,
35
если разнOCTh меЖдУ фюоuыми уrлами векторов меЖдуфазных
"ЮД на приемном конце линии оказывается не больше, чем БО".
Разность меЖдУ фазовыми уrлами векторов меЖдУфазных мод 1
и 2 для линИи дnиной I может быть определена как:
AI!/ Jl2/ JlI/ "1 V2 /1.
"."2
(2.8)
rде ИНдекс 1 относиtcя к моде 1, а индекс 2 к моде 2.
Как ВИдно из (2.8), при извесп!ых и не изменяющихся с изме
нением частоты знаЧениЯХ скоростей распространения меЖдУ
фазных мод разность меЖдУ фазовыми уrлами векторов меЖдУ
фазных мод может быть выражена как фунКllИЯ произведенияfl.
rде! максимальная 'l3стота, передаваемая по данному вч тpaк
ТУ, <1 I дnина линии.
Анализ показывает, что к нетранспонирояанным симметрич
ным линиям (или, дnя краткости, к симметричным линиям), мож
но отнести все линии напряжением 35 кВ и те линии напряжени
ем 110 220 кВ, для КОТОРЫХ произведение максимальной "acTo
ты, передаваемой по ВЧ тракту, на llilИflУ линии I'С 'Iрсвышает
заданное зна',ение, которое приведено в табл. 2.5. Следует при
этом помнитЬ, что ОдНа и та же ЛИflИЯ в зависимости от частоты
сиrнaла может рассматриваться как симметричная ИЛИ как
несимметричная.
для рассма'rpиваемой выше.линии 220 кВ при максимально пе
редаваемой по тракту ',астоте сиrнала 300 KrU предельная дnина
ЛИНИИ, при которой она может С1.JИТ'dТЬСЯ симметричной. раАна
24 км (7000/300 '" 24), что хорошо подтверЖдается результатами
pac'leтoB, приведенными на рис. 2.2.
т а бп и ц в 2.5. 3на.еимяfт4f 1. при которых ЛИНИЮ МОЖНО считать снмметрмчнol
Располо ни фаз на опоре НОМИНii1Iьнuе ШЩРЯЖС:НИt' ПРОИ3ВСnСНИС/...а ' .
.:IИНИИ, кВ kru. КМ
rоризонтaJlЬНОС 1]0 8000
220 7000
Трс:уroльное , 110 ISIJOO
220 10000
Д8УХ1ICПНое вертикальное 110 40000
220 9000
36
ДлЯ симмеlРИ'lНЫХ линий выбор рабочих фаз для орrnнизации
ВЧ траКТilПРОИJJlолен. Т.е. любая схема присоеДИНСIIИЯ ЯJlJlяется
оптимальной. РаrolИе фазы С обоих КОНЦОJl линии при ЭТОМ ДOJl
жны Jlыбираться одноименными.
Нестабильность параМС1рОJI ВЧ тракта по симметричным ли
НИЯМ при изменении коммyrallионноrо состояния ЛИНИИ для лю
бой однотипной схемы присоединения примсрно одинаКОJJa. Oд
нзко, для схем присоединения фаза фаза эта нестабильность
меньше, 'leM для схем присоединения фаза зсмля. Нестабиль
ность параметров ВЧ тpaK,d при изменении тeMneparypbl ВОЗдуха
одинакова ДЛЯ всех схем прнсоединения. rололеДНО--ИЗМОРОJие
Вые отложения на ПРОlJодахлинии ПрИDО1lЯТ к примерно одинако
ВОМУ 'величению заJ)Xания ДЛЯ любых схем присоединения.
НетраНСПОИИJIOваииые иеснммстрнчиыс лииии. Вес нстранспо
Ю1ров,шныелИ1IИИ 110 220 кВ, кО'Торые не MOryr быть отнесены
к симметричным, и все линии 330 кВ и выше должны рассматри
ваться как несимметричные. ПарамеlРЫ этих JIИНИИ нельзя pac
СЧИТЫRЗ1Ъ, используя теорию симметричных ЛИllИЙ.
для несимметричных линий оптнмальными для орrnнизации
ВЧ тракта яВЛяются одномодовые и Кl\Ззиодномодовые схемы
присоединения. В Тilб.q. 2.6 ДЛ>I ЛИНИЙ с различнымн типами pac
положения фаз на опоре даны рекомеНдации по выбору фаз, обес
лсчиuaющему получение оrrrима'lЬНЫХ схем присоединения. Kpo
Ме схем присоединения, перечисленных а табл. 2.6. оптималЬНОЙ
схемой является JlНУ1РиФазIlаи Схема С присоединением к И3OJlИ
рованным проводам расщеllЛенных фаз.
Друrие Схемы присоединеНИ>l, в том числе и те, которые назы
вают перекрестными (кorдa на разных КОНUЗХЛИIlИИ ИСПОJlЫУЮТ-
ся разноименные фазы) Я8ЛЯЮТСЯ неоптимальными и возмож
т а бл и u а 2.6. Выбор фаl д.IIИ получения оrrrммальных схем присоеllИнеНИJI "
нnpaвспоииJIOВ&НВОЙ пниии
Располnжснис фа]: Номера ф,3Зд11Я присоединения вида
НiI опоре ф,эза 3tMJlJI фаза фаза
ruриJUН'Jальное 2 J 2, 2 З. I J
TpcyrMt.HnC 2 I 2
Де)'Ir.ЦСIIНое вертикалt.ное 1,2,4.5 I 2.1 4.4 S
При м с... а н и е. НумераUИJl Фil:iЛИНИИ COUТJSCTCTB)'CT ПРИlJeДС.lнvJi на рис. 2.1
37
о
30 9:< 160 22S 290 ЗS 420 48S SSO 61S 680 14S 810 81S 940 J. кrц
Ри,.. 2 /0 ЧаcroТН.Jе 1;1ВИСИМ()('ТII 3а1)"<аИИR для corпac0831111OA по конпам ЛИ4
нии 220 кВ с I"орнзонIа..lhныM раСllШlоженнем Пр<>ВОДО8 при pa:lHIoIX cтpe lax про.
веса и схемах присоедИненЮI:
1, З средияяфа.Ja зе ля. 2. 4 краЯ:няяфаза зем'tЯ Кривые Jи 2 lIJIА
температуры ОКРУЖ8ЮЩСro 8Оздуха + 35 .С. кривые J и 4 для + 15 .С
Q,дБ d
40
2
32
24
1.
1. j
О
280 18Э.4286,7 290 29),4296.7 300 3034306,7 ]10 313.4 316.7 320 32.3,4326.1 3.10
f, кrц
Ри,.. 2 J J частотны' JaВИСИМОСТИ 3атухания для иесоrласоваНllOА по концам ЛII.
нии ZZO кВ с l"ори}онтальныM расllО.10жение"! п,оводов при pa1HIoIX стрелах про..
всса N схемах "рнсоединения:
J. 3 средняя фаза JCMJtH. 2, 4 краННАЯ фаза земля Кривые J" 2 для
темперЗ1УРЫ окруж.аюwеro воздуха + 35 ос, кривые J и 4 JJЛИ + I S ос
38
ность их использования ДOЛJI<Н1! специально обосновываться и
проверяться
Нестабильность пара метров БЧ тpaKra по нетранспонирован
ным несимметричным линиям при оптимальных схемах присое
динения примерно такая же, как и дIlB тракта по симметричным
ЛИНИЯМ.
При присоединении к вл по неоптимальным схемам нестаби
льн,х:ть параметров тракта может быть O'leHb велика Так, напри
мер, только изменение температуры окружающеrо воздуха на
20 .С может привести к значите..ьному изменению за1)'ХВНия и ча
СТОТНОИ .м.висимости этоrо затухания.
Эrо хорошо ВИДНО из рис 2 10 и 2 11, на которых приведены ча
С[Стные зависимости .затухания дЛя оптимальной (средняя
фаза земля) и неоптиыальном (краиняя фаза земля) схем при
соединения клинии 220 кВ при разных темпсратураХВОJдуха. При
этом кривые на рис 2 1 О получены при примерно соrласонанном
режиме наrpузки по концам линии (Korдa каждая из фаз нarpуже
на относительно земли на сопроrИJ",ение 450 Ом), а кривые на
рис 2.11 Korдa наrрузка рабочей фазы равна 450 Ом, а нерабо
чие фазы изолированы Длина линии принята равной 80 км.
Разным (дЛя разных схем присоединения) хараК1ер изменения
затухания линии при изменении теыпературы во:щуха объясняет
ся следующим образом. При оптимальнои схеме присоединения
изменение затухания 06УСЛОВJLСНО rолька достаТОЧНО малым И3
менением затухания первой моды (за СЧСl IЮlерь, вносимых зем
пей) При неоптимальнои схеме присоединения изменение зату
хания линии оБУСЛОWIСIIO, В ОСНОВНОМ. не изменением затухания
МСЖдуфазных мод, а изменением разности скоростей распростра
нения первом и второй модальных СОClавnяющих Не60пьшое из
менение скоростеи при водит к сущеСТllенному изменению фазо
вых соотношений между напряжениями перllОЙ и второй модаль
НЫХ состаВЛЯЮЩИХ на IIРИСМНОМ коние линии И, следовательно, к
сушесrвенному изменению результирующеro напряжения приема
ра60'lей фазы
Если по каким ли60 причинам дЛя орraнизации БЧ тракта по
нетранспонироваlllЮЙ несимметричной линии невозможно BЫ
брать оптимальную схему присоединения, допускается выбор не,
оптималЬНОЙ мноrОМОДОDОЙ схемы. Однако, в этих CJlУ1lаях суше
ствуют некоторые оrpаничения по Использованию мноroмодовых
схем. Как правило, в качестве критерия, определяющеrо эти orpa
39
Твбп и ца 2.7. Значенняf",о.t 1. при которых Korдa МОЖНО нспол.эовать НfOПТ8-
мam.HЫ cxeмw npиcotдНнения k нetpaНСDOИНроааННЫN вл
РIIСПOJlожение фаз на опоре Номиlt8J1ЬНое напрм..r=ние Промэее.аение/...J.
JIHHHH, кВ ICrLL км
110 12000
220 10000
rорнзонтцWiОС 330 6000
500 4500
750 4500
110 60000
Tpe)Т01lЬНoe 220 15000
330 10000
110 16000
Д&у)ЩСпн вeplHкaJlbHoe 220 10000
330 8000
ничения, используют произведениеlтal. эти Оl]Jаничения вызва
ны необходимостью ооеспе'lеllllЯ сТ"абильности uapaMe'l'pOB ВЧ
трактов при изменении коммyraIlИОННО[ОСОСТОЯНИЯ линии и тeM
пературы 8О'ЦУХЗ.
Анализ серии расчетов, проведенных для разных линий, пока
зывает. что стабильность параметров ВЧ тракта при неоmималь
ных схемах присоединения с использованием одноименных фаз
наоооих концахдинии остается в допустимых пределах. если раз
ность межцуфюовыми уrлами векторов меЖJ1УФазных мод на при
емном конце линии, определяемая по (2.8), оказывается не боль
we, чем 90'.
Значение произведенИЯlтal. с помоwью KOTOporo можно cдe
дать оценку Оl]JaJlИчения по использованию вч трактов с неопти
мальными схемами присоединения к одноименным фазам с уче
'IOM стабильностн параметров таких схем, приведсны в табл. 2.7.
Orде.1ЬНО следует сказать О IЮз'южноcrи использования пере
KpecrHbIX схем присоединения типа фаза земля к Нe'l'pанспони
роваиной линии. При их ИСПО:IЫОвании ча«.-rоты передашемых
си[налОв должны Оl]Jаничиваться не талько сверху, как это дe;l8
стея для друrих неоmималъных схем присоединения, но и снизу.
Оrpaничеиие снизу необходиио для уменьшения ВJ\ИЯния на па.
40
...
.. /:',; '1 + .
I .
1; 1' \ ' j ' I . "
I" . '1
If' ', :iJrIII,
I .
ь' ...... ... ,
4... ..
100 ' 200 2SQ r. KrU
,.
1.I,r 'I'III "I шw. .-r
а.
I '::"::::':::::::::]
IS. ш..... ........;
:; .::::::::;:.7.::--;
12 ш....--f-... ..
11 ..........,..........:
'i ;;;;;::: J
I JSI IS2 .!. Kru
Рис. 2.12. Частотные :JaВНСИМОСТ1t UtyX3HHA ВЧ тракта по WJ 220 кВ:
Q обший вид заВИСИМQСТИ t& ШИрОКОИ полосе частот: 6 детали 1аВИСИМQСТИ
в )'зкоА nO;Joce "lacTOТ; I перекрестнзя схема IlрисоеДИllеиия средняя
фаза lемля с од"оrо КОIIШ и крайняя фа J Iсыпи с npyroro кон_.а линии;
2 схема присоединеиия средняя фit lемлЯ с обоих КОНI1()К ливии
раметры ВЧ тракта MHoroкparno отраженных волн и обеспечения
стэбильнocrи параметров ВЧ тракта при изменении коммyrаци
oHHoro состояния линии.
Покажем необходимость тaKoro оrpaничения на примере JIИ
нии с rоризонтальным расположением проводов при использова
нии присоединения крайняя фаза земля с oAHoro конuалинии и
средняя фаза зеМllЯ сдруrОПJ ее конца. Такая схема иноrда нео--
6основанно причисляется к оптимальным, так как формально эта
схема может быть отнесена к одномодовым. На рис. 2. J 2 приведе..
на 'JaС'юrная зависимость за1)')ШНИЯ ВЧ тракта по ВЛ 220 кВ с Пе
рекрестной схемой присоединения средняя фаза земля с oAHoro
конца и крайняя фаза земля с Apyroro конца линии. Для cpaBHe
ния на этом же рисунке ПРИlleдена чаСТОТ1lая зависимость затуха
ния тракта с присоединением с uбоих концов линии по Схеме
средняя фаза зеМllЯ (оптимальная схема). Зависимости noлуче
ны ДЛЯ случая, KOrдa наrpузка раБО'lей фазы равна 450 Ом, а Hepa
6о'ше фазы изолированы. Длина линии приНА ra раВIIОЙ 80 км.
Из рисунка ВИдно, что нераяномерность 'jаТУХallИЯ тpaкra при
neрекрестном присоединении к линии в облости низких частот
оказывается недопустимо большой и уменьшается до приемлемых
пределов только на сравнительно высоких чаL'ТОТах.
Транспонированные J\Инин. Как уже отмечалось, транспозиция
фаз производится на линиях, длина которых превышает 100 км.
Такую ДlJИНУ, как правило, имеКYf только ЛИНИИ 330 кВ и выше.
41
Паrаметры ВЧ трактов по таким линиям вeerna определЯlОТ с уче
ТОМ несимметрии ЭТИХ ЛИНИЙ
У линий со стаНдартной схемой транcnозИllИИ, показанной на
рис. 1.4, в принuипе, неl одномодовых или квазиодномодовых
схе"" присоединения.. ОНИ все \.tноroМОДОDые. Это вытекает из
приведенноro в !i 2.2 РdссмотреНI1Я влияния транспозиuии на
условня распространения сш"Нала. Тем не менее, вее схемы при
соединения к транспонированной линии можно разбить на две
rpYnnbI В первои rpуппе ЯlJJ1енив, связанные е мноroмодовостью
раСПРОСТ(')3нения СИПl3Ла, ПРОЯВЛЯЮТСЯ на относиrельно высоких
частотах или не ПрОЯВЛЯЮI'СЯ иовсе, а во второй rpynne эти явле
ния пролвляются до .аточно отчетливо и IfЗ более низких
частотах.
Иллюcrpаuия принципа, положеннOI'О в основу разбиения
схем присоединениSl на две rpYnnbI ИJlлюcтrируется реЗУ.lьrdтаМl1
расчета J3тухания ВЧ тракта при разных схемах подключения к
линии 330 кВ, приведенными иа рис. 2 13. Схема линии COOТBeT
cТllyel рис. 1 4 при длине шаl'З транспозиuии, рашюм 50 Км (об-
шаяддина.1ИНИИ 15IJ км)
Оптимальными (в оroворенном выше смысле) схемами для
транспонированной линии ПрИllЯl0 называть схемы, относящи
ся к первой rpynne.
u,дБ
40
35
30
25
20
I ,j; . . с
J1 d
C B
С;5 100 135 170 205 240 275 310 345 380 415 450 485 f. кrц
Рис. 2.13 Частоmые 18IИСИМОC11f эа'fYX3ПЯ. лниеllноrо ВЧ тракта 00 'IPUCRO-
ННрО8ВlllIOЙ RJI 330 кВ с roризонтальным раСIJ0J10жением фаз:
I фаза d ,ем,я или фаза В Jемля, Z фаза В земля/фа,. А земла;
3 фd.Jd С земля
42
Для линии С roризонтальным расположением проводов и
транспозициеи фаз, f!Оказанной на рис 1.4, оптимальными яВJ1Я
ЮТСЯ слецующие схемы присоединения (с учетом обозначения фаз
рис. 1.4):
фаза А земля на обоих кониах ЛЭП;
фаза В земля на обоих кониах ЛЭП;
фаза В земля на левом коние линни/фаза А земля на пра
вом коние линии (т е с обоих концов линии присоединение ocy
ществляется по схеме средняя фаза земля);
фаза А фаза В на обоих концах лэп.
Остальные схемы присоединсния (например, фаза С земля
ИЛИ фаза А фаза С и фаза В фаза с) относятся к неоптималь--
ным схемам.
При рассмотреиии возможности орraнизации БЧ канала по
траНСllОНИрованной линии Bcerдa необхооимо помнить об отли
чии оптимальных схем присоединения к lVанспонированным ли
ниям от оптимальных схем присоединсния к нетранспонироl!ЗН
ИЫМ линиям. Для оптимальной схемы присоединения к HeтpaHC
понированной линии ни при каких обстоятельствах не MOryr
возникать явления, СIIИЗЗffные с увеличением затухания тракта
иэ за неблаrоприятных фазОВblX СООТНошений меЖдУ напряжени
ями межцуфазных мод на приемном конце линии. Позroму для
этих схем нет оrраничений по их использованию. для оптималь
иь схем присоединения к транспонированной линии такие
оrpаничения существуют, потому '/ТО при опрсделенн обсТОЯ
тельствах (большое удельное сопротивление зем. и в районе про
ХОЖдения линни. высокие рабочне частоты канала. большое нo
минальное напряжение линии. при котором используют расщеп
ленные фазы, и расстояния межцу фазами велики) указанные
яаления все же MOryт возникать.
Если по тем ИЛИ иным причинам окажется необходимым испо
льзовать неоптимальные схемы присоединения, то возможность
TaKoro ИСПОЛЬJоВания должна каЖдЫЙ раз специально обосновы
ваться, особенно приД(х:таточно высоких частотах, близких к час
тоте "полюса затухания.'.
Как правило, стаБИЛЬНОСТЬ пара метров трактов с ОПтимальны
ми схемами присоединения к lVаНСflOНИРОll3llНЫМ линиям суще
ственнобольше. 'leM трактов с неоптимальными схемами присое
дииения. это хорошо видно из рис. 2.14, на котором показано как
43
0)0 65 100 135 170 205 240 275 310 345 380 415 450 485.r. "rц
Рис. 2./4 Частотные зависимости :J3Т)'ХаИИR пинеiноrо 8Ч .ракта по ВJI330 кВ
с roрвзонтальным рас:ПО.l0ж.ением фа] при разных стрелах npовеса ПРОВОДОВ:
1 и 2 фаза А ..5С\1.ЛИ ИЛИ фаза В земля. 3 и 4 фаsа В 3eM
ля/фазА А зеNпА 5и 6 фа1З С зе\tЛЯ; КрИ8Ые J. Эм 5 при температуре
воздуха + 35 .С; КРИ8ые 2, 4 и 6 при + IS .С
11
2
30.4 30.8 31.2 31.6 32 32.4 32.8 33.2 33,. 34 34,4 34,8 f. .rц
Рис. 2.15 Зависимости 'J8тухаИНА . узкоА nOЛОСе частот ДJlЯ JJинеiiноrо ВЧ TpaK
'1'8 по RЛ 330 кВ с roризонта.тп.ным рRClJQ1lOЖelllteМ фаз:
1 фаза А - земля I1ЛIt фаза В JeМJIЯ; 2 фа1З С земля; 3 фаза В ЭСМ
JUl/фаза А 3еИJIЯ
44
изменяется затухание 1])акта при IIlменении TeMneparypbI nо:щуха
на 20 Т. приводяшей к изменснию сlpCЛЫ провееа фаз.
Транспонированные линии имеют достаточно большую длину,
и поэтому Шlияние MHorOKraTHO отраженных ВОЛН на 3(tтух,шие
тракта проямяется в весьма ма Оil степени для любых (ОClтималь
ных и неоnтимачьных) схем присоединения. При этом неравно--
мериость затухания, обусловленная М/lOнжратно отраженными
волнами оказывается До<"ТdТОЧНО маЛОЙ,лаже на низких часТотах.
Прав1JД, это не всещасправе1L1ИnОД!lЯ схемы с приеоединением на
разных концах линии к средней фазе, при которой неравномер--
ность затухания можеr оказ31ЪСЯ повышенной. Это хорошо видно
из рассмотрения кривых на рис. 2.15.
4S
rЛАВА ТРЕТЬЯ
Влияние на параметры ВЧ тракта
ответвлений от ВЛ, ВЧ обходов
промежуточных подстанций
и кабельных вставок
3.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
в r.n. 2 рассмотрены особенности распространсния сиrналов по
ВЧ тpaкry. в схему KOТOporo "ход"т ТОЛЬКО мноrопроnoдная ЛЭП, и
приведены рекомеlЩCiUИИ по выбору опrnмальных схем присоеди
нен"я к л"нии. В то же время ВЧ !ракт может быть орrани"ю""" по
ЛЭП с ответа,",ниями к промеJl.УТО'IНЫ" подстанциям или кабель
МЫМИ uc"шока,,,, .. ВЛ электропереШtчи. Кроме тoro, '13CТO ВЧ тракт
образуют по ШJ}'М и более ЛЭП с орrанизаu"ей ВЧ оБХОДОВ промежу
точных подстаНЦИЙ. И ОТDeтn.пепия, и кабельные RСТ3RКИ 11 ВУ обхо
ды нарушают ОдlЮроДIЮСТЬЛЭП, ВХО;J.Ящих В схему тракта, и значи
тельно ,,-,ияют на условия распространения сиrналов по ВЧ тpaкry.
Рассмотрим БЛИЯliие указанных типов нарушения одно(Юдноcrи
линии на naраметры ВЧ тракта. Все рассмотрение будем делать,
считая, ЧТОЛИНИИ, DХОШШlИе в тракт, Нe"Ipанспонироnаllllые и при
соединение к ним осушестпляется по оптимальным схемам. Такое
ДUllушение пракnrчесК 1 не ш-раНИЧИRает использование лолучен
ныхданных, так как все указанные ВIЩЫ Н<IРУШСIIИЯ одно(Юдности
ЛЭП, как праВи'10, встречаются налиниях 35 110 кВ,д,1Я которых
все схемы присоеДИllСllИЯ МОЖНО считать оптимальным.и.
3.2. ВЛИЯНИЕ ОТВЕТВЛЕНИЯ
ОТ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Степень влияния ответвления на параме1рЫ ВЧ тракта HeCKO
ЛЬКО разнится в заllИСИМОСТИ ОТ тoro.. орrанизоUi.Ш или НСТ канал
46
ОС А Orктмeннe ПС в
z..nCA knCC z..ncB
'I т- I'
'1 +];; .i I'
,1 'I Kc J: l $KC.. l'
. :OCIC.
в.. ..бе.. W ZцПСС в...........
а)
ОСА ОСВ
z..,ПСА, 1. ZuПСВ
'I I Q;:.:- L
'I 'I
ВЧ laIбcru. ВЧ uбел..
6)
Рис. 3. J. Схема тракта с Отвe11lJleнием:
Q XnltнейнаЯi б однолltне ная эквивалентна
вч связи к ОС на конце ответвления. Рассмотрим эти два учая
ar.цельно.
Ответвление -Не испanьзуется а.я ор20ниЗО'jии связи. РассмOlJ)ИМ
ВIIИ>Iние на примере линии ПС А ПС в с ответмением к ПС с
(рис. 3.1, о). При раССМOlJ)ении условий передачи си[нала межцу
концами линии от пункта А до пункта В, ответвление к ОС Сможет
быть предстаВllено в виде шунта, СОПРОТИВllение которою равно
входному СОПрOПlВllению ответвления. Таким образом, схему
рис. 3.1, о можно представить в Биле ОДНOJIинейноi! эквивалеитной
схемы, ИlOбраженной на рис. 3.1, б.
Входное сопротив,lение ОТDeТмения, предстаВllяющеrо собой
короткую линию с длиной [ отв , зависит от режима наrpузки конца
ответвления и соотношения ДЛИНЫ отвеТВ.'Jения и чаСТОТbI paCCMaт
риваемоroсиrнала. В процессе эксплуатации наll>YЗК3 конца OTBeт
вления может изменяться от /юлиой изоляции фаз линии в конце
ответвления, Korдa J1ИНWI ОТКЛЮЧена от пс С (режим холостоro
47
хода ХХ) до замыкания фаз на землю. коrдалиния О11СЛючена ОТ
пе Си заземлена (режим КЗ). В случае, коrдалин"я а KOHиeoтaeт
RЛен"я ПОдКЛючена к пе с, коне,! ответмен"я наrpужен на BXQД
ное сопротимение пс. для небольш"х пе. которые, как правило.
включаются На конце отвеТВления. входное СОЛРОТИВJ1ение I-IМеет
чисто емкостно.; характер и эrи пе обычно предСТ3R1!llЮТ эквива
пентной еМкостью.
Во всех указанных режимах наrpузки конца ответвления модуль
КОЭФФ'lUиента О11'ажения ruwающих волн от KOHIUl O1l!eТВЛения
равен единице. В этом случае (при отсутств.," заrpадителя в на'lз"е
ответвления) ВХОдНое сопротивление ответвления в месте ero noд
ключения к ОСНОВНОЙ ЛИНI-Ш будет с I-Iзменением частоты сиrнала
пеРИОДl-lчески изменяться от МИ1-Iима..'Jьноrо значения, которое Ha
MHOro меньше ВОЛНОВОro сопротивления ЛИНИИ, до maKCI-Iма.,.l.ЬНО
ro, которое H3"1:HOro fюльше эroro СОПрОПlШIения.
Так, например, есд" пренебречьзатуханием ВОЛН наДЛинеответ
вления и принять, 'по все провода ОТDeтllЛеНия изолированы на ero
конце, то на частотах четверть д..ч.I-IНЫ ВОЛНbI которых ук..1anывается
на длине ответвления нечетное ЧИСJIО раз, входное сопротивлеНl-lе
отаетвления будет равно нулю. На частотах, 'lemepтb длины волны
которых укладывается иа длине отаетвления четное ч"сло раз,
входное сопротивление отаетвления будет равно бесконечности.
При КЗ всех проводов на конце ответвления, наоборот на "acтo
тах, четверть длины волны которых укладывается на длине OTвeтB
пения нечетное ЧИС:IO раз входное сопротивление ответвления бу
дет равно бесконечности. а на частотах. Чe'IDерть Дlll-IНbl ВОЛНЫ KO
roрых укладывается на длине ответвления четное число раз,
ВХОдное сопротимеш,е ответвления будет равно нулю.
Пр" наrpузке конца оТветвления на емкость, эквивалентирую
шую входное сопроnmление пе С, частоты, сооrветствующие "и
Hl-lмariЬНОМУ и максимальному значению ВХОДНОro СОПрОТI-I8.rJения.
будут занимать промежyroчное положение между указанными
выше частотами.
Соответственно, затухание, вносимое в ВЧ тракт OТfIствлением,
будет изменяться при I-lЗменении ЧасТОТЫ ОТ достаточж> большоrо
зна',ениядодостаточно малоro. Изменение это будет ПРОIIСХОДИТЬВ
IIнтервале частот tif, определяемом из выражения (2.7), которое,
если принять скорость распространения междуфазной волны vрав--
ной скорости света (300 тыс. км/с), может быть записано как;
300 75
4fт"" тl.'" 41ов Ioв ' (3.1)
rде дf выражается в килоrерuах, а /arв в километрах.
48
На рис. 3.2 "риве.lена 'Iаcrотная зависимость затухания "СКВОЗ--
,юrо ВЧ TpaKfН меЖl1У пе А и В при разных режимах наrpузки на
конuе ответвления. Эти зависимости опредеяsUlИСЬ для схемы при
сое.ilинения фаза земля к .1ИНИl1 110 кВ, предстааленной на
рис. 3.1, со след)1ОШИМИ данными: '1 12 км. '1 = 15 км,
1",.. 7,5 КМ, ЭКВИвaJlеllТНая е"кость пе с равна 5000 пФ. При
этом принято, "то линия на пс А и пе в ПО.1Н<JСТЬЮ соrлаСоlJaна
(этим ИСК,,'lючается RI1ияние ВОЛН. отражеНIIЫХ ОТ КOIIUОВЛИНИИ. на
чаcrотную зависимость затухзния ВЧ тракта). Для СОПО<.ТdВ.1ения
на этом же рисунке приведены чаСТОТllые зависимости затухания
линии без ошелщения..Приведениые зависимости ИfulЮСТРИРУЮТ
сКЗ3Э.нное выше о характере чаcrотной зависимости затухания ВЧ
траКТа с ответвлением.
Как видно из рис. 3.2, затухание, вносимое ответвлением в
сквозной ВЧ тракт. на некоторых LI3CTQTaX очень не;t:ико (D данном
случае ДОХОДИТ до 20 дБ) и в большой crепени зависит ОТ KOMMyтa
llИОННОro СОСТОЯНИЯ конца Qтветв.1ения.
Для уменьшения шунтируюшеrо действия ОТВeтR1Iения и увели
чения стабильности З31)'Х.]НИЯ, Вносимоro ответМfнием в '"сквоз
ной" ВЧ тракт при перек...о',ения." ffiiJIИНИИ, ответвление "обраба-
тывают". Эrо значит, ЧТО вблизи места подключения отвeтnлеllИЯ к
основной ЛИНИИ. в линию ответмения ВКЛЮ'-lliЮТ ВЧ ззrрадители,
настроенные На полосу \lacТOT. которая передается 110 сквозиому
ВЧ тракту. При ЛОМ минимаlЬНое значение входноro СОllротивле
О
100
110
120
130
140
f. KrU
Рис. 3.2. чIстотныf заВIICНМОC'JН затухаииа тракта с O'11IeтL'IeaнeM при разнwx
режимах Rarpузки KUHIII O1lIf1"L'IeHRR:
J ХХ КОНШI. отеетtшения; Z К3 КОНUЗ ответмения; з kоtiеЦО'Т'8етвпеиtUI
наrpужсн на eMKoc'rh 5 IIФ; 4 затухание линии без ОТВСТИЛfНИЯ
49
ния ОТReТRlJения для обработанных фаз L"ТаНО8ИТСЯ примерно paB
HыM СОПРОТИRlJению заrpa.nите!IЯ и шу"тируюшее действие oтвeтв
пения на СК1юзной ВЧ тракт резко уменьшается. CTenellb уменьше
ния шуншруюшеrо nеЙСТDИЯ зависит от '",сла обработанных фаз.
Как правило. заrpапители включают только в рабочую фазу (при
схеме фаза фаза в обе рабочие фазы).
На рис. 3.3 привелена частотная зависимость З8ryxания ВЧ тpaк
та с ответвлением, у КОТОРOl'О рабочая фаза обработана ВЧ зarpa1lИ
телем с активным СОПРОТИШlением, -равным 650 Ом. эта зависи
мость ПOL-rpоена только для СЛ}".ая ХХ на конце ответвления. Д,'lЯ
сравнения на этом же рисунке привеnена частотная зависимость за
тухания при ОТСyrL"ТDИИ В4 заrpa.nителя. Из этоrо рисУ"К8 хорошо
видно. что наличие В4 заrpaдителя Сllижает максималыIc затуха
ние, ВlIосимое в сквозной В4 тракт отвствлеllием, примерно с 20 ДО
4дБ.
Частотные зависимости заryxания, предстаВllенные на рис. 3.2 и
3.3, получены дпя случая, коша на концахЛИIlИИ (ПС А и В) вклю
'leHa соr.тасованная наll'узка, что исключает ВIlняние на параметры
тракта mhoroKp31-НО отраженных DOj]H и не дает возможносrn oиe
нить IJ1lИяние на стабильность затухания тракта изменення KOММY
таuионноro состояния ВЛ на ПС А и В.
В реальных условиях для схемы присоединения фаза земля,
модуль коэффициента отражения меЖдуфазной волны от концали
нии может nОСТИfать 0,4 0,6, обуславливая появление в тракте
О
100
110
120
130
140
f,кI'1I
Рис. JJ. Част011tые зависимости 38ТуХавни 'Ip_ктa с O1'Вe11UIеииеМ при режиме
ХХ на коние отвеТL1ення:
I я рабочую фа"JУ JlИНИИ ответвлеНИr! включен ВЧ заrрадитель с аКТI1ИНЫМ
СОnРОТИllЛение",flSО Ом; 2 01"(-IеТlVIение не .'обработаНО";схемафзза )еМJ1Я
50
110
.20
130
140
.r.кru
Рис. 3.4. ЧаСТ011tые JaВИСююcrи 331)"Хаиия тpuтa с: onenлеиием, обработав-
ИIoIМ nrp8.!J.НтeлJIМН дJ1Я схем присоедннеиии:
1м 2 фЗ33 земля:Зи 4 фа:)3 фаза: JI1З линияотключеf{аинсзззем
лена (РСЖИ\i ХХ); 2 и 4 'Иf(ИЯ отк.'IЮ'IСН8 И заземлена (реж.,м КЗ) на Rcex
трех ПС линии
МНОl'Oкратно отраженных волн, которые влияют на частотную за
виси}!ость lIараметров ВЧ тракта. Кроме Toro, из}!енение сопро
тивления нar1>У КИ lIерабочих фаз ВП на ПСА и В влияет на coorнo--
шеиие эиерrии меЖдУфазных и нуяевой модальных составляюших
в лииии.
На рис. 3.4 представлены частстиые зависи"ости затухания
ТjJaKTa по линии С обработанным O'tIleТRЛением для двух крайних
коммутаUИОНlIЫХ состояний линии .!Иния ОТКЛЮ'lена (кривая 1)
и линия отключена и заземлена иа всех трех ПС (кривая 2). Схема
присnединения фаза земля.
На рисунке видно волнообразное изменение затухания, обуслов
ЛСНное К3К периодическим измеllснием затухания ВНосимоrо oт
ветвлением (4!mш т,"" 10 KrU), так и мноroкратными ОТjJажения
МИ волн межцу ме<.."Том вк..'Iючения отвеТБ..'1ения и концами линии
(4!mш miп" 3 4 KrU).
Следует сказать, ,(ТО при схеме присоединения фаза фаза He
равно:мерность частотной зависимости затухания, ВНОСиМоro OT
веТRЛением R сквозной BfJ. ТjJaкт. и нестаби,lЬНОСТЬ Э10ro затухания
при юмеНСIIИИ коммутаuионноro сО<.'ТО>lНИЯ ОП сушественно Me
ньше, чем для схемы фаза земля, 'ПО хорошо ВИilно из рис. 3.4,
rдe I1риведены соответствуюшис 'Jависимости (кривые 3 и 4).
Ответвление испОЛЬ.1уется для оршнизаЦllи связи. В случае, Korдa
орraнизуется треХКОlluевой каиал связи межnу ПС А, Ви С, в MeCre
51
о
100103.5107110.5114117,5121124.5128131.5135 142 145.5 149 f,€ц
Рис. 3.5. ЧВCТ011fЫе 33ВНСИМОС'ТН n'l)'X3HIUI тракта с об9аliотанны на конце oт
аетвленнем дли схем прнсоедннеННJI:
J. 2 фа.. фаза, З, 4 фаза земля; 1, 3 хх н"рабочих фа.; 2, 4 К3 ие-
рабочих фаз
подключения ОТl!eтмения к основной линии ВЧ заrpадитепь не
включают. Вместо этоrо на конце ответв,lения к рабочей фазе ли-
нии полкпючается фипьтр присоединения с конденсатором спязи и
в 3fY фазу включается ВЧ заrpадиrепЬ, отдепяющий пходное сопро-
тимеНие ПС С от места оключения фипьтра присоединения. При
ЭТОМ козффициент 01ражения от конца ответвления становится
меньше ] и максимальное затухание, вносимое ответвлением в
сквозной тракт уменьшается, а минимальное оозрастает по срав--
нению с тем случаем, коrnа ответвление "е обрабатывается.
Если наrpузка на конце ответвления выбрана так, что она пол-
ностью соrласуется с ВОлновым сопротивлением линии (для зтоrо
при схеме присоединения фаза зем!,я необходимо обработать
заrрадителями и фильтрами при соединения все три фазы на конце
ответвления), то ответвление будет вносить в сквозной тракт зату-
хание 3,5 дБ, которое не заВhСИ1 от частоты. Реально при схеме
присоединения фаза земля модуль коэффициента отражения
междуфазной Волны от конца ответвления может достиraть
0,4 0,6. При этом затухание, вносимое ответвлением в сквозной
тракт, будет существенно зависеть от частоты и от коммyrационно-
ro состояния линии.
При схеме присоединения фаза фаза можно получить доста-
точно хорошее сошасование на конце ответвления и затухание,
52
вносимое в сквозной 'Ракт ОТDeТIlllением. практически не будет эа
висеть 01' частоты и 01' КОММ}F[ационноrо состояния линии.
ДЛя при мера на рис. 3.5 предетавлены частотные завнсимО<."Ти
зэ-ryxaния СКnOЗНОI О 'Ракта JlI1И схсм присоединения фаза земля и
фаJ3 фаза. Зависимости ПРИlle;J.ены для С,1учаев, коrда к рабочей
фаJe (рабочим фазам) на конце orпс,мения ПОДКJJючеНОСОIlРОТИВ
ление 450 Ом (эквиоалент фильтра I,рисосдинения), а нераооl3Я
(нерабочие ) фаза изолирована или зазе UlеНа.
3.3. ВЛИЯНИЕ ВЧ ОБХОДОВ
ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
как уже roоорилось, часто для орraнизации канала СБЯ]И вч
трактобразуютпо.!lВУМ и 60лееЛИНИЯ 1 элсктропередачи. При этом
на IIромежуточных ПОДСТdНЦИЯХ орrанизуют ВЧ обходы этих под
станций для обсспе'lения работы канала в любых коммутационных
состояниях ЛИIIИЙ, входяших В ВЧ тракт.
Рассмо-rpим влияние ВЧ обхода lIа затухание ВЧ тракта на при
мере схемы, предста,шенной на рис. 3.6.
Особс!lноети влияния вч обхода на затухание еквозноro ВЧ
'Ракта проявляются в том случае, коrдз передача сиrНaJШ меЖJlУ
участками линий, входяшими 8 схему 1]JaIOa ДО и после обхода.
осушестмяется не только 'Iерез саму схему обхода. состояшую из
ценочечно соединенных ФП и ВЧ кабеля. П01lК1lючеНIIЫХ к рабо
чим Фа',ам линий, но и 110 дру,им "паразитным" путям 0,1НИМ из
"паразитных" путей Я8Jlяется П)1"Ь 110 нераоошм фазам линий. об
разуюших 1]JaKT, соеДИНЯЮШИ IСЯ чере] сборные шины ПОllCтан
ции. В,орым путем являе,ся участок Ш'РaлJ,еJlьноrо сближения ли
nCА
Z"..II( А
'I J
'I :'..!I
.1 '
ВЧ t.абель
nCе
z..OCC'
C 8!!.2 11
2 r Z) . l'
... 1-
Kt.
., ФI1
6'1 ..бель
Рис. З.6. Схема BI.I тракта с обходом промежyroчмu" ПС
53
4 ...-------f---.---ш(-------: -ш------1-------.---j----ш---1
о
70
80
90
100
1\0
f. .ru
Рис. З.7. ЧВCТ011I8И эависнмоС'Ть nтуханн.я ВЧ трахта с обходом П,poNeJК)точноА
ПС:
I дпя сквознoro тракта; 2и 3 DJUI участков тр.актало и после обхода
ний, образуюш",х ВЧ ypaКf на подходе к подстанц",и с оБХОДОМ,
если !Jараллельное сближение L"}шествует.
Первый путь отсутствует в тех случвях, Korдa входное сОllроти....
пение ПС. на котnрой ОРПlнизован обход. б.ЧЮКn к нулю (крупная
ПС с большим числом отходяших линий). При этом наllряжения на
нерабочих фазах llренебрежимо м""о", nepena'la сиrнала от участка
тракта до обхода к участку уракта после обхода осушесто.чяется то--
пько ItJерез саму схему обхода СОСТОЯШ}'Ю из uепочеltJно соеДИ1iен
ных ФП и ВЧ кабе,-.я. подключеl"'ых к рабо'IИМ фазам линий до и
после обхода. В этом сл}'ше сквозноЙ ВЧ тракт как бы состоит из
двух урактов "' ero затухание оказывается примерно равным сумме
затуханий составных 'Iастей CKuO"JНOro ВЧ тракта (до и после обхо-
да). Это хорошо ВИдIIО ИЗ р",с. 3.7, на котором приneдены зависим
сти З3Т}'Хания тракта со схемой. показаннои на рис. З.6 при следую-
щих исходных данных: 11 22 км, 12 I S км, фильтр присоедиие-
ния типа ФП 2200/(60-120). То же самое будет и в cJl)"lae, коrда
обход осушествляется меЖдУ линиеи одноro напряжеН"'1 и ЛИНиеЙ
друтоro напряжения (т.е. KOrдa межлу этими линиями нет rальвани-
ческой связи по сборным шинам ПС).
Рассмarрим теперьслу</ай, Korдa ВЧ тракт орrанизуется по схеме
фаза земля и коrда входное сопротивление подстанции обхода
llOClaТO'IHo БеЛико (небольшая ПС. к которой подходят только две
рассмatpиваемые линии). В :>том случае при включении передатчи-
ка на конце 'ракта (например на ПС А) иаllряжения на нерабочих
54
. фазахлиниидообхода оказывается достаточно большими (пример
НОПО,10пина напряжения на рабочей <lJaзе см. 2. J). Прн это.. ne
редача СИI'нма от участка тракта до обхода к участку тракта после
обхода осушествляется не только по цеnoчечно включенным ФП и
ВЧ кабелю. подключенным к рабочей фазе. но и по нерабочими фа
зам через сборные шины пс. За счет этоrо в Начале BToporo участка
ВЛ появятся напряжения не только на рабочей, но и на нерабочих
фазах. АМJUlИ1Удные и, rnaBHoe, фазовые соотношения между Ha
пряжениями рабо'lей и нерабочих фаз 'ia входе ВЛ втoporo участка
будут изменяться с изменеl.ием частоты СИПl ша. Напряжение сиr
HaJla, подаваемое на рабочую фазу второю учз(."Ткз линии, СДDиrает
ся по фазе относительно напряжения рабочей фазы конца nepBoro
участка линии, а фа:ювый уrол СИПl3Ла на нерабочих прооодах
практически не меняется. При этом на одних частотах уrлы между .
напряжением на рабочей и напряжениями на нерабочих фазах в нa
чале "Toporo участка пинии будут прнмерно совпадать, а на друrиx
часro1-ах отличаться на J 80'. Это обуславливается тем, Что фазовые
характеристики фильтров присоединения в пределах рабочей поло
се ',астот поворачивают фазу СИПJ3ла рабочеro провода от 180' до
+180'.
На тех частотах, llЛЯ КО'Юрых YТ1lЫ между напряжениями СИrнana
На рабочем и нерабо'!их проводах примерно совпааают, в частотной
зависимости за1)'Хания траК1"3 образуется область n ов ы ше H
н о r о з а т у х а н и я, В этом случае знаЧИтельная ЧаСТЬ сиrнала в
начале BToporo участка вл попааает в нулевую модальную cocтaв
ЛJlЮЩУЮ и за1)'Хание ВЧ тракта оказывается большим (MHOro ббпь
шим суммы 3!11)'Ханий учас1КОВ тра"ш до и после обхода). '
На тех частотах, для которых уrлы "еЖдУ напряжениями сиrнала
на рабочем инерабочих проводах б!IИ3КИ к 180' в частотной заnиси
мости З31)'Х,шия тракта образуется о б л а с т Ь n о н и ж е н н о r о
з а т У х а Н и я . В этом случае в нача.1С Iffoporo участка вл возБУЖд3
ется практически только междуФазная модальная составляюшая И
затухание ВЧ тракта оказывается относmельно малым (меньше
суммы за1)'Ханий участков тракта до и после обхода).
Известен метод, с помощью Koтoporo на частотах повышенноrо
331)'ХВния 'IOЖно уменьшить 331)'Хание тракш с обходом. Для этоro
изменяют полярность вторичной обмотки трансформатора одноrо
из ФП, измеНЯЯ фазу напряжения и тока рабочеro провода на J 80",
. Измеltение полярности обмотки ФЛ можно ТОЛЬКО ЛJ1Я фильтров с
трансформаторной схемой.
ss
. -.---------..--- - -. _ __.. ____ __. - --О' _.. _ _..
I . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
Ш щ :-щщ-- -:щщ .Т.
. \..
. . . . .
& ---ш--1-ш--- :::j:::::::::::f::::::::::j:::::::::Т:::::::::1
О
БО 70 80 90 100 110 f, юц
Рис. 3.8. Ч8CТOТН8J1 за8ИСИМОСn &а1)'Хания ВЧ 1'рЗКТI с обходом оромежyrочвоЙ
ос:
I и 2 для пс с эквивалентной емкостью 5000 пФ (соответственно бс::] изме
нения полярности обмотки ФП 11 С измемением полярности иа 180°); 3 при
нулевом входном сопротивлении ЛС
_..__.__ . a _.._. __.......
. . .
. . .
. . . .
I . . I
12 ..------.-1. ----.... i.--.-------r-.- .1-..- .. .
- . ..r . . --1--- - .. . r- --..-- 1-- - - ..- . -i --- - - .. -1
4 --------T.-- -. 1 . ---.-..-T.... - l-.. . .. -f-....- - l
о
БО 70 80 90 100 110 f, "rп
Рис_ 3_ 9. Ч8стom8S1 за8ИСИМОСТЬ 1а1)'Х3НИJI ВЧ тракта с обходом промеЖ}точноА
ПС с эквива.певтноА емкоспю 5000 пФ:
I ОдНа и] ВЛ. составляюших вч тракт отключена; 2 обе линии включеиы
(без изменения полярнocrn обмотки ФП)
56
в этом СЛУ'l3е обласrь ПОDышенноrо затухания оказывается На Mec
те области пониженноrо 'J<11)'JШНИ>l и наоборот.
Ш ирина полосы частот областей повышенноrо и пониженноro
за1)'Хания и 11.'< месторасположение зависят от схемы ФП и д.,ины
ВЧ кабеля в схеме обхода. Отличие (как в СТОРОНУ увеличения, ТаК и
в сторону умсньшения) ЗЗ1)'Хания тракта от суммы затухания У'IaСТ
ков тракта зависит от ВХО':1JI0rосопротив. ения ПС и затухания соб
ствеННОСхемы обхода (в которую IIХОШПФП, ВЧ кабель. раЗделите
льные ФWlьтры и аппаратура. параллелыю подключенная к схеме
обхода).
Сказанное иллюстрируется рис. З.8. На этом рисунке ПРИllедены
чаСТОТНые зависимости затухания тракта с обходом со схемой
рис. З.6 lL'lJI случая, коrда емкость промежуточной ПС раяна
5000 пФ (сред"ее значение эквивале,шюй емкости небольшой
ПС). Кривая 1 соответствует C/l)"IaЮ неизмене'IНОЙ полярности об
мотки ФП. кривая 2 сл)'Чаю, Korдa полярность обмотки одноro из
ФП изменена на 18!r. для сравнения приведена чаt"Тотная зависи
мость затухания. которая соответствует входному сопротивлению
ПС, б,lИЗКОМУ к нулю (кривая 3).
Следует отметить, '!то за1)'Хаltие ВЧ тракта К.1К 11 области повы
Шенноrо. ТаК и в области пониженноru за1)'Хания неСТабильно при
коммуraUИОННblХ переклю',ениях ВЛ, ВХОдЯших В схему тракта.
Так, отключение одной из линий раЗРЫD<'СТ путь через сборные
шины ПС s1 затухание в частотной области повышеllноrо заl)'XаНИЯ
резко уменьшается. а в области понижснноrо затухания ПОDыша
стся. ЧТО иллIOt"IlJИРУСТСЯ иа рис. 3.9.
Все эти явления практически отсутствуют при схеме присоеди
нения фаза фаза, так как при :}"юй схеме напряжение на нера60--
Чей фазе ЛИlIИЙ близко к нулю.
На.ичие на ПОдХоде к ПС обхода парШJЛсльноrо сближения ли
ний. образующих ВЧ тракт с обхолом,оказывает влияние на затуха
ние ВЧ ТР(tКШ только В области повышенноrо затухания иnи R ТОм
случае, коrда схема обхода. состоящая из llепочечно соединенных
ФП, ВЧ кабеля и. возможно. параллельно включенной аппарЗ"l)'pЫ
уплотнения, имеет большое затухание.
3.4. ВЛИЯНИЕ КАБЕЛЬНОЙ ВСТАВКИ
В ВОЗДУШНУЮ ЛИНИЮ
в поспеднее время 1II'И заходе вл высокorо напряжения в npeдe
J1bJ ropoaa применяют кабельные вставки. КабеJIЬНая I!CТaBKa может
S7
f пСI
M/""2 kM
81
КЛI 2." 111
пС2
Рис. J.IO. Схема С'мешанноА линии] 10 кВ
а. ДЕ . ......---f-.." "; .f -.""---" " 1 .......r.- --... "1
10 :::::::::::+::::::::::+:::::::::::t::::::::::::: ::::::::::::i
6 .. - ----- -- -:------) . -:--.. --. ____о_о -}--------- - ---:-- --------..---
4 :::::::::::::l :::::: :::T::::::::::T::::::::::I:::::::::::
: I : : : :
О
50
60
70
80
90
f, юц
Рис_ 3.11. '1acтoт1fыe 388ИСНМОСТИ :18Т)'хаННR ВЧ тракта по смешанной ЛЭП
(кри8ая 4) н по участКJIМ. составляющим эту смешанную ЛЭП: ЮI (кривая 1) н
ВЛ (кривая 1); кривая 3 сумма :181)'хання вл н КЛ; во всех случаях ЛЭП ПО
концам соrласоваиа
быть необходима >1 при пересечении линией территории железно
дорожноro узла. аэродрома и друrих объектов, rде строителЬСТlJо ВЛ
недоnyстимо.
IJЛИЯНIfС кабсльной вставки на параметры тракт.! по смешанной
ВО3дУШн кабельной линии обуславливается тем, 'IТO волновые co
ПРОТИRJJения ВЛ отличаются от ВОЛНОВЫх СОllРОТИIL1ений кабель
нои линии (КЛ) более. чем на IlOрЯДОК. Так, волновое сопротивле
ние ВЛ для меЖдуфазных волн равно примерно 400 Ом, а кл
примерно 30 Ом. Поэтому u месте соединения ВЛ и кл возникают
потери, обусловленные отражением воЛн от этоrо Места. и в тракт
вносится дополнительное затухание равное примерно 5 7 дБ.
Кроме Toro. при отсутствии соrласования по конизм ВЛ и КЛ. в
тракте возникают мноrократно отраженные от мест нарушения oд
НОРОЩlOсти волны. Эти волны обуславливают появление периоди
чеСl<оrо изменения Ji:l1)'Х3НИЯ между максимальными и минималь
ными значениями. Рассмотрим ВЧ тракт, орrанизованный по CMe
58
шанноi! ВО3душно кабельной линии 110 кВ, схема которой
приведена на рис. 3.10,
На рис. 3.11 представлены частотные зависимОС11\ затухания
тракта по смешанной Л ЭП при присоединении фаза земля (кри
вая 4) для случая ПО.1НОСТЬЮ СОI.IЗСОВЗННblХ по концам тракта ВЛ и
КЛ. Кроме тoro. на рисунке приведеllbl по ОТдельности .Ja1)'хаllие
ВЧ тракта при присоеДИllении фаза земля отдельно по кл (кри
DВЯ п. по ВЛ (кривая 2) и их сумма (кривая 3). Pa'lHOCТb между
крИВblМИ 4 и J примерно равно дополнительному затуханию, обу-
словлеllНОМУ потерями на отражение от места соединения ВЛ и КЛ.
В случае, предстапленном на рис. 3.11. ПО концам тракта ЛИНИИ
соrласованы '.ТО исключает влияние MHOI'OKpamo отраженных
волн на затухаllие. При отсутствии соrласования отраженные <yr Ме-
ста соеДИllенW! вл и кл еолны мноrокрзтно отражаются между
местом этоrо соединения и коншtМИ ЛИНИИ И обуславливают пери
одическое изменение затухания тракта межау максимальным и МИ
нимальныM значениями. При этом изменение условий соrласова
ния [10 концам ЛЭП при коммутациях ВЫСОКОI'QЛЬТНЫХ аппаратов
приводит к нестаБИJlЬН<Х.'ТИ во времени пара метров ВЧ тракта.
На рис. 3.12 предстаRЛеНbI 'Iacтornble заеисимости затухания
тракта по той же смешанной ЛЭП. Эти зависимости приведены
для схем присоединения фаза .)Смяя и фаза фаза и для двух
коммутационных состояний ЛЭП кorда она отключена (Hepa
бочие фазы изолированы) и Korna она ОТl<Лючена и заземлена {He
о
so
60
70
80
90
f, Krq
Рис. 3.12. Чаt.'ТОТНые зависимости 3В'fY\.ания 8Ч тракта по смешанноА ЛЭП nPII
схеме присot.'tИнеННR фаза земля (1 и 1) и фа3В фа» (] н 4); 1 и J нерабо-
"не фаlы ПО концам ЛЭII изолированы; 2м 4' нерабочие фа ы ПО концам ЛЭП
цэtм.rlены
S9
КПСI
КПС2
..
Рис. 3.13. Сх.... ВЧ
обхода места cтых8
вл..М
рабочие ф.зы заземлены). В обоих случаях рабочая (рабочие вслу
чае схемы фаза фаза) фаза наrpужена на характеристическое
сопротивление.
Как ВИдНо из рис. 3.12, нестабнльностъ затухания чаcroтной за
висимости затухания И неравномерность этой зависимости для ВЧ
тракта с кабельной вставкой (Также как и ВЧ тракта с отвernлением)
при схеме присоединения ф.за фаза сушественно меньше, чем
при схеме фю3 земля.
Уменьшить мияние неоднородности в месте cты8 ал и кл
можно, сдел,в ВЧ обход 3TOro ме,;т" какэro показано на рис. 3.13.
В схеме обхода ФЛ с КОНденсатором связи. присоединясмый к
кабельной линии, ДО1!Жен иметь расчетное характеристическое co
противление со стороны ЛИНИИ, близкое к волновому сопротивле
нию КЛ.
60
rЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Электрические помехи,
действу!Ощие в ВЧ тракте
4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Как уже отмечалось выше, отличие ВЧ трактов по ВJI от трактов
ПО обычным ПРОБОДНЫМ ..'JИНИЯМ связи ззключас..-тся в том, что сама
ВJI яв.uется источником Э.1ектрических помех. Эти помехи ПОЯ8IIЯ
. ЮТСЯ из "а наличия на проводах ИЛ высокою напряжсния про
мышленной '!аСТОТЫ. и возаеiiствуют 113 приемники каНaJJОВ связи
нарllay с обычными ВI-(Цами помех (от I"pOЗОВbIX разрядов, радИо
СТЗIIUИЙ И друтих КЗlIaJJОВ передачи информации).
Мы рассмотрим только те помехи. которые оБУСЛОDJIены С<lМОЙ
лэп. эти помехи можно ра:ще,1ИТЬ на помехи, reнерируемые ЛЭП
при НОр'lальном режиме, и дополнительные BI-(ЦЫ помех. lЮ"ника
юшне IlрИ коммутацнонных операциях выключателями и разыщи
нителямн И аварийных ситуациях.
При нормальном режиме помехи с относительно высоким YPOB
нем вызываlO1'CЯ коронированием проводов и 'Iастичными ЭJlекr
рическими разрядами в изоляции линии. При авариях 11 KOMмyra
ционных операциях ПОЯ8.'lяются кратковременные помехи. обу
словленные roрением э.,1ектрической дуrи, возникаюшей в месте
К3 или между ножами разъединителей и контактами выключателей
при включении или отклю',ении ЭТIIХ аппаратов.
Кроме 10ro, помехи с высоким уровнем мoryт возникать при
пробое искровых промежутков, зашищаюших ИЗОJIЯШIЮ стальноro
I"pOзозашитноrо троса. Эти ((омсхи DOЗllикают в случаях, Korдa по
тем \I),и иным причинам нарушается зазсмлсние троса и на нем че
рез емкостные связи с фазами наводИТСЯ высокое напряжение OT
IIОСИТельно земли. Эти помехи можно отнecrи к дополнительному
61
ВИдУ. хотя они моryrсуществовать неопределеllнодолrо(дотех пор.
"ока заЗС'lЛснис троса не будет восстаНОRJ,е,ю).
Помехи при HOpM'!JlbHOM режимс Л ЭП ДО:iЖНbI УЧИТblваться JL1Я
опреде:iения работоспособности каналов ВЧ связи. ПО которым пе
редается ре'!Ь.данные, телемеханИ'lеская информаuия. сиrналы pe
Jlейной зашиты и пртиноаварийной а"томатики.
ДОПОЩlИтелЫlые lIИдЫ по'!ех. ВВИду кратковременности их дей
ствия, необходимо У'lИтывать только при определении работоспо
собности ВЧ каналов релейной зашнты и IIрО"l"ИlIOаиарийной all1Q
матики. по которым переllается информаuия. необходимая IIЛЯ
ЛИКВИдаuии аварийной сиryаuии в энерroсистеме. Эти помехи He
обходимо также учитыlJ3ТЬ И ДЛЯ IlИфРОВЫХ каналов ВЧ связи, так
как эти помехи MOryr приводить к сравнительно дЛительным пере
рывам связи из за нарушения синхронизаuии между переда1'lИКОМ
и nриеМIIИКО I.
Помехи от пробоя искровых промежyrков, зашишающих изсля
uию стальных rpозсзашитных тросов, MOryr д. иться достаточно
долrо и нарушать рабоry ВЧ каналов по ЛЭП. Обеспечить рабоry
ВЧ каналов (как анз. оrовых. так и uифровых) 1I11ериод сушестlЮ
вания ")тоro в.ша помех 11раI<Тически невозможно и поэтому обес
пе'lИТЬ нормальную рабory ВЧ каналов можно ТОЛЬКОЛИКВИдаuиеil
источника помех.
Рассмотрим отдельно особенности каждоro из видов помех.
4.2. ПОМЕХИ ПРИ НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ ЛИНИИ
Налиниях 110 кВ и ВЬШlе основным источником помех при нор--
",альном режиме лннии яв,lЯется корона на фазах линии. Короной
называется яв. ение, выражающееся в появлении электрических
ршр>шов в воздухе в неко"roром объеме вб!IНJИ IЮueрх}{(х:ти фаЗllЬ1Х
проводОВ. Эrn разряды возникают вс. едcтnие большой напряжен-
ности электрическоrо поля у поверхности проводов. Они возника
ЮТ на всей .алине линии и nЫ3Ы8ЗЮ1":
ВЧ по,!ехи (1I0еПРИНИМ<lсмые приемником аппаратуры ynлоrnе
ния, ВКЛЮ'lенной по концам ВЧ тракта);
р,щиопомсхи (воспринимаемые радиоприемниками вБЛИJИ ВЛ);
аК}'сти'zеСЮlе помехи (характерный ШУМ. слышимый IIQЦ
линней);
потери ,юшности пром ыwленной частоты.
Высоко',астотные помехи от короны (также. как и РадИопомехи)
обусловлены f1рактичеСЮI только разрядами .dK назыв мой "по--
62
пожитепьной" короны. которая "ОЗНllкает в моменты времени. Kor
да напряжеНllе на данной фюс ВЛ проходит иб,lИ IИ положиТепьно-
ro MaKcIIMYMa. При эТом вч помехи от коронироваltия каждой из
фаз ВЛ С 1UеCТII}'ЮТ только в течение примерно 6 7 мс вбпизи мо-
ментов времени. Koraa наПР>lжение на данной фазе ВЛ проходит
вблизи положитепьното М"КСИ lума и периодически повторяются
каждые 20 мс (длитепьность периода ПРО lыwленной частоты
50 r и)Т дк как коронируют все три фазы линии. то 11 течение одноro
периода IlромыwленltОЙ чаСТОТЫ на выходе вч тракта со схемой
присоеДlIнения фаза земля IШИ фаза фаза возникает. в общем
случае. три всплеска напряжения помех. Исключение составляют
вееro дпа случая. Первый спучай ВЧ тракт со "Хемой присоедине
ния фаза фюа крайние к нетранспонироваююй пинии с ropизон-
тальным расПО.l0жением фаз. На lIыходе этоro вч тракта за время
20 мс иместся DCCro д"а IJсш/еска Itаr,ряжсния ,!Омех (номехи от ко-
роннрования средней фазы в этом Ур<1ктс практически ОТСУТСТВУ-
ЮТ). второй случай вч тракт с внутрифазным присоединением к
изолированным проподам расше/I:lенной фазы. на "ыходе котороro
за оремя 20 мс имеется вееТО один BC leCK напряжения помех (по-
мехи от коронирования дllYX tlерабочих фаз" этом тракте практиче-
, ски отсутствуют).
Таким образом. напряжение помех ОТ короны оказывается как
бы МОДУЛIlРОIl8ННЫМ напряжением промыwленной 'laCТOТbI. В
сравнитепьно }'зкоii полосе частот, скажем 20 KrII, 11 каждый из мо-
ментов Бремени помехи от короны являются помехам!! флуктуаци
онноro ТИПа С периодически юменяющимся ереднеКn3llр3ТIIЧНЫМ
значением (период состав.uст 20 МС).
На рис.4.1 приведены оеUИJIЛоrpаммы помех при разпичных
схемах присосдинения к ВЛ.
МаксималЫlые зна',ения среднеЮl<\llратичноro напряжен!!я в
Каждом IIЗ всплесков помех. обус. овленных коронированием каж-
дой И1 фаз. MOJYf значитепьно отличаться один от друroro. Соошо-
щенне меЖдУ максимальными среднеквадраrnчными напряжения-
ми помех" каждом из ВСlLqескоя зависит от схемыприсосдинения к
JD1.НИИ. ОТ Toro транспонирована ...1ИНИЯ ИЛИ нет. от norODHbIX yc...,o
вий. Даже ШIЯ одной и той жс траl'еllон!!рОIl8НIIОЙ пинии с 33lIан
Ноiiсхемой присоединения ЭТОСоотнощение ззвиситотчастоты. на
которой опреде"яются помехи.
Хотя срелнеК83lIрати'IНОС напряжеАие помех ОТ короны имеет
Ярко "ыраже!!ную з:I"ИСИМОСТЬ от времени, для оиенк!! мияния
ЭТИХ Помех На достоверность приема сиrналов используют средНее
63
.
' ..-r
з
Рис. 4. J. ОсциnлоrpаМNЫ помех ОТ корон.... вч трактах с pa]HWМH схемам" под.
IUIЮЧfЮlR К ИЛ:
I в 8Нyrpифаэном тракте; 2 в тракте фаза земля
среднеквадратичное значение уровня помех РП(lМ' определенное
(измеренное) за некоторый mpезок времени. который должен быть
существенно больше, чем 20 мс. Korдa rоворят об уровне помех m
короны, имеют в виду именно уровень, соответствующий среднему
среднеквадратичному значению Pno . Эrот уровень зависит or Toro,
в какой полосе частот определяются помехи. Если изщ:стен (по pe
зультатам измерений IUIИ расчетов) уровень помех, определенный в
полосе частот t:ifi. то пересчет этоrо уровня в дpyryю полосу частот
4h. производится по формуле:
Р....щ:. = p ., + 10l.! /Jf2 }
2 ........., 'ц.
(4..1).
для линии JJaHHOro класса напряжения уровень помех зависит от;
условий возНИКНовения источников короны. их интенсивности.
а также условий распространения токов источников короны m
каждоro из мест их возникновения ао конца линии. Все ЭТИ условия
определяются конструкцией линии ее длиной. схемой транспо
64
зиции Фа,. еспи линия траНСПОНИIЮБаIШ. диаметром провоШl Фюы,
а для расщсrтенной фазы степенью ее J)('СШСfl:lения;
УCJIОDИЙ СУММИIЮнания токо!> "сех ИСТО'IIIИКОВ короны на конце
линии, т.е. ОТ схемы присосдинеНltя к линии.
Уровень "ОМСХ от короны И\lеет довольно сильно ныраженную
заВИСИМОСТЬ ОТ ч-астоты. Эта J3nИСИМОСТЬ в ОСIIOШ{ОМ обуслоnли
вается частотной 3<1ВИСИМос,ью МО;J.альных коэффициенто" зату
хания линии и наличием или o-rсyrс-rDие 'I транспозиuии фаз вл.
Очевидно, 'по МОЩНОСТЬ помех, опреде.аеНt.3я на одном из KOt.UOB
линии. равна сумме мощностей, пrиходяших от каЖllОro из источ
НИКОВ помех. распUJЮЖСННЫХ на фазах линии на всей се длине_ При
ЭТОМ .uО.'{Я в обшей \1ОWII0<.."ТИ помех. обуеЮR.lJенная каждым И3 ис
ТОЧНИКОВ, на приеме уменьшается в соотиетствии С ЗН1)'Ханием
меЖ11У местом расположения дзнноrо источника ПОме.Х и кониом
JIИНИИ, lJle опреДС l)IЮТСЯ помехи. Чем выше -шстота. На которой
опредеJlЯЮТСЯ помехи. тем с меньшеrо YIJaCТKa ЛИНИИ "соб'tрастся'.
ОСНОНН3Я МОlJIностъпомехи И, соответственно, меньше суммарный
ypoUCHb ПОМеХ.
На рис. 4_2 ПРИReаеныл..1Я примера 'ШСТОТНLlС ЗIIIШСИМОСТи ypOB
ия ПОМСХ ОТ короны ДЛЯ разных схем прнсоеДlшения к нетранспо
НИРОIlilННОЙ линии 220 ко.
PnON'
ДБ . -------, --.-..--....---...---.,...---...--
27 -- -
-
- -
- -
29
31
_-" 33
3S
37
39 ------ -; ----------- -.-------
--41
30 130 230 330
430 530 630 730 830 930 /. KrU
Рис. 4.2. ЧаСТО'fные 1a8MCH OCT" расчмных УРО8неА помех МИ ВЛ 220 кв с 1'0..
рИЗОltтaЛЫIЫМ распозож.еllие", ПРОВОДОВ:
I сре 111ЯЯ фзза :JeМЛЯ; 2 крайняя фа38 зеМJlЯ; J средняя
фа. Кр::tИНЯЯ фаза
6S
Табп и 118 4.1_ )'Cpe4JltHHble JначеllНЯ расчетноro )'рОвня помех от короны
НОМИlIмыюе наПРllжение
.1ИНИИ, кБ
)lС .1I1('ltIп.ш раLчс"JIIыи
IIСllЬJlOмс=\..аБ"1
750
19
Уровень помех от короны ДЛЯ одной и той же линии являетСЯ
случайноЙ величиной. ЗЗВИСЯIIIИЙ при прочих равных условиях от
МJЮI"' внешних факторов и.вособенности, отусловий потоды. За
rpязнение поверхности провода. туман и осадки в ВlЩе ДОЖдЯ и cнe
ra значительно увсличивают уровень 1ЮМСХ от короны. РаЗНИllа
меЖдУ уровнями помех. измеренными ДЛЯ чистых проводов в xopo
шую noroдy и при сильном ДОЖде. может доходить до 20 30 дК
Наибольшее увеличсние уровня номех IIOJникает при интенсивном
ДОЖ.ilе на участке ЛИНИИ. прилеrающем к ПОДСТ'dНIIИИ, rne эти поме
хн определяются.
РасчеТIIЫЙ уровень помех от короны обычно определяется как
уровень ПОМеХ для полосы 'шстот I Kr ц с вероятностью TOro, что он
не будет превышен. равной SO %.
Представление об усредненных значениях расчетиоrо уровня
помех (для приемника с полосой частот I KrU и средней частоте Ha
стройки 100 Kr и) при 50 % вероятности появлеНИЯ для линий раз
ното к.lасса по напряжению можно получить из табл. 4.1.
4.3. ПОМЕХИ ОТ ПРОБОЯ ИСКРОВЫХ ПРОМЕЖУТКОВ,
ЗАЩИЩАЮЩИХ ИЗОЛЯЦИЮ rРОЗОЗАЩИТНЫХ
ТРОСОВ
r РОJOJaшитные тросы, как правило, пОДlJешиваются на опорах
ЛЭП на одном изоляторе, который ззшишается искровым npOMe
жутком. При этом тросы разрезаются на каждой анкерной опоре и
заземляются с oJIHOro из кониов aHKepHoro пролета, оставаясь И30
Лl1рованным на npyroM ero конце. Этим достиraется ИСКJIючение
потерь мощности ПРО\fышленной частоты в тросах при нормаль
ном режиме ВЛ. В этих условиях напряжение на тросе относитель.-
но зем.1И близко к нУлю. Заземление троса может по тем или иным
причинам нарушаться и тоша он на всей длине анкерното пролета
оказывается изолированным. При этом на тросе через емкостные
связи с фаями 'fанодиТСя высокое напряжение. которое может BЫ
звать перемежаюшиЙся пробой oJIHoro или нескольких искровых
промежуткав. Эти пробои являются источником помех с широким
66
'(,
""r
,i
t 4.Э. OCIIВJIJIOrpa.\tMW осме'{ ОТ пробо. И:ЮЛSЩНII
частотным спектром и высоким уровнем, которые будyr сушестDO
83ть. ПОI<З не будет устранен ИХ ИСТОЧНI1К ЭТИ помехи имеют xapaK
терную зuисимость от времени, в котороЙ u rечснис периода npo
МЫUL'IенноЙ .Ш<.iОТ..... И\1ССТСЯ два Асплеска помех, СдВинyrых на
10 мс. Всплески напряжения помех раСllOлаrаются вблизи MOMeH
ТОВ времени. Korna напряжение на тросе ПрОХОДИТОКОJlО 110ложите
ЛЪНоro и отриuателыюrо максимумо". (Напомним, что помехи от
короны и,..еют за период промьштеllJlOЙ I.JaсIuIы три всплеска,
СДВИII}'rЫХ IIРИмерно на 6 i мс). Примерный вlШ ОСUИJVЮI-раммы
помех от пробоя искровых "ромежуrковдан на рис. 4.3.
Уровень 110МСХИ ззвисит ОТ мноrих факторов и может доходить
до +20 дБ'1 " полосе "астот 4 KrU.
4.4. ПОМЕХИ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ОПЕРАЦИЙ
И КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
Помехи от КОММ}'rauионНblX операций ВО НИК3ЮТ при 1I1<.1ЮЧСIIИИ
ИЛИ отк..lюченни I3ЫКЛЮt.L.1.телсЙ ИЛИ Рi.UЬС)1инителсй. :ЛИ помехи
имею. JIШЧИ1СЛЬНЫЙ уровень И обусламиваются переходными
проuессами. возникающими при пробое промежyrкз меЖдУ KOH
таК,dМИ ПЫК-IЮ"ШТСllЯ или разъединитсля и при восстановлении
ИЗОляционных СВОЙСТВ ЭТQJО промеЖ}7Ю1. Помехи ПО11i.lдают на
вход ВЧ аппаратуры УlUlОтнения как с JlИНИИ через КС и ФП, так ..
67
за счет элеюромалпmюll связи меJIЩYсборными шинами ОС и ВЧ
кабелем.
Наибольшие напряжения помех и длительность их существова
НИЯ обуславливается операциями uключеllИЯ или отключения oт
резков сборных ШИН и высоковольтноrо оборудования разьеДИIIИ
телями. Пиковое напряжение помех, измереllllое "а ВЧ кабеле в
полосе частот пропускзния ФП, может доходить до единиц КИJlо
ВQЛьт, а длительность существования помех ДОХОДИТЬ ДО несколь
ких секунд (дпИтeJIЬНОСТЬ операции разъединителем). Эти помеХи
не только мешают правильному приему передаваемой информа
ини, но и MOryт Оказывать опасное ВЛияние, повреждая блоки обо
рудования, подключенные к ВЧ кабелю.
Характер и величина помех при работе разъединителей разные в
разных времеНIIЫХ интервалах коммутаЦИОНllоrо процесса. В На'la
ле операции включения или u конце операции отключения paCCTO
яние между ножами разъединителя велико и пробои воздушноrо
промежyrка между Э'rnми ножами редки (1 2 раза за naлупериод
50 [ц). Амплитуды импульсов помех при этом тоже велики. В конце
операции включения ИJШ начале операции orкпючения расстояние
1." ., { , _.... _.. ...
. ...1.
"
1
J
Рис. 4.4. ОсцмллorpaмМI напрRЖfНИSl IЮмех пр" отключении р3neАИнител8
500 .В:
I в начале операции отключенИII; 2..... в середине этоА операции; З"'"":'" В ее
конце
68
3.68 0.480,58 0.68 2 ;; 58 58 48
, l' (( I (,
+ Ш
,
О
20
40 60
.40
. ..
160 280
300 мс
Рис. 4.5. ОСI.UIЛ.'lOrpа\tма напряжения nOlldex при К3 на 1ИНИН 500 кв
меЖдУ ножами разъедините.'IЯ невелико и в течение полупериода
частоты 50 rII происходит MHOro про6оев с малыми амrшИ1)'Дами
ИМПУ '1ЬСОВ помех.
На рис. 4.4 приведена ОСЦИЛ,lOlра,,,,а I.впряжения помех при oт
ключении разы динител>! 5ОО кВ.
По ехи от коммутации Dыключ.ателями ИМеют примерно такой
же Хё!рактер, ЧТО и помехи ОТ коммyrаиии разъеДИНИ1"СJlЯМИ, НО
время их действия оrpаничивается 15 2О ...с.
Помехи, вызываемые короткими замыканиями, 06усломены ro--
решtем дуrи в месте К3. Как прави,"о. К3 на ВЛ отк. ючается
устройства"и релейиой 'Jашиты за время 100 J 50 ме. За это время
помехи от К3 ПРОХОдЯт три фазы, хорошо раз.1и',аемые на рис. 4.5,
на котором приведена ОСШ1JUlOrpа"ма напряжения помех при К3
на ,1ИНии 500 кВ.
Первая фаза. ДЛЯЩ""СЯ 2 4 "'с, характеризуется пробоем изоля
Ционноrо промежуп<а и установлением КЗ. В Э'I от период пиковое
значение напряжения ([омех на выход.е ВЧ кабе.i1Я !'t{ожет цостиraть
100 В и более. а на выходе no. ocoBoro фильтра с полосой пропуска
llИЯ около 4 KrII дохошlТЫIO + 15 + +30 дБ....
Вторая фаза. которая сушествует в течение времен и rорения
установившсйе>! дуrи КЗ, характеризуетел резким умеНhшснием
уровня помех относительно первой фазы. Ломехи нослт характер
редких UCl1лесков (ОD.ИН ДВа всплеска за период 50 rпJ с пиковым
уровнем в полосе 4 KrII. нс I1ревышаюшем 0,5 дБм.
Третья фаза сушеетUOlI<lНИ>! по"ех обус,"овлена отключением
Тока К3 выключате..ем и raшением дуrи в месте КЗ. Д ите:rьност"
этой фазы может (с учетом разновременности действия ВЫКJlючате
пей на ра.1НЫХ фазах) доходить до 20 30 мс. Интенсивность помех
в этой фазе их существования примерно такая же, как и в первой
фазе.
69
Список литературы
1. Костенко М. В., П ельман Л. С., Шкарнн Ю. П. Волновые про-
иессы н электри еские помехи R мноrОПРО80ДНЫХЛИНИЯА BЫCOKO
ro напряжения. М.: Энерrия, 1973.
2. МНJ<yIlКИИ r. В., Шкарни Ю. П. Лннеl!ные тракты каналов ВЧ
связи полиниям Э.'1еКТрOllереда'lИ. М.: Энерrоатомиздат. 1986.
3. Мнкyuкий [. В., Скитальцев В. с. Высокочастотная связь по пM
ниям электропередач М.: Энерrии. 1987.
4. Метоnнчсскн(' указания 110 расчету парамеТРО8 и выбору схем ВbI
сокочастотных трактое по Ш1НИЯМ ЭJlекrропередз'1И 35 750 кВ
nepeMeHHoroToKa. Coc..-а8Итель Ю. п. Шкарин. М.: спо Союзте-
хзнерrо, 1989.
S. Ишкии В. Х., Кннжннк Р. r., Шкарин Ю. П. Справо',ник по рас-
чету выс"кО',астотных параметров вл ЗЗО 1150 кВ. М.: Энерro-
атомиздат.1990.
6. Малышев А. и., Шкарин Ю. П. Спеuнальные измерения ВЫСОКО---
'iЗСТОТНЫХ каналОВ по линиям электропередачи. М.: ЭнеРlоиздат.
1990.
70
Содержание
Часть I
Предисловие. . _ . _ . . . . _ . . . . . . . . . . . . _ . . _ . . . . . . . . . 3
rпSBё'I перuзJ.1. Общие свеilеНИЯ о ВЧ трактах
н методах их орrаиизации . . . . . . . . . . . . . . . . . а О . О.. . . . 6
J.I Некоторые сведения о КОНСТРУКUИИ
ВOJд.ушны.х ЛИНИИ "JЛСК'lJ'X)переJl<tчи . _ . . . . . . . . . . . . 6
1.2. Особеинocnt: ЛИНИ э;tСКlI>О11ередачи.
в.1ИЯЮШие на условия распростраltсltия no ним ВЧ СИПI3.ЛОВ . . . . 9
1.3. ВЫООI(О'lастCJТНЫИ аIO как составная ЧаС1Ъ ICaliала
н характеризуюшня еroСИL'Тема IIClpaмeтpoB . . . . . . . . . . . . . ]0
IАСпосООыприсое1lинениякЛЭn . . . . . . . _ . . . . . . . . .. . 13
r п а в а в т о р 8 Я. Распространеине сиrналО8
110 миоroпро80.дIfыM пннням э.FJeктро редачн ..... _ _ . _ . . . 16
2.1. Условия распространения сиrнaJIа 110 ОllНОРОДНОЙ
СОIJlдООваНнои ЛЭN с ropи:юнra.nьным расnoложением фаз 16
2.2. Влияние "lp3.НСПО3ИUИИ фаз пинии на условия передачи СИПl8113 . . 29
2.3. Влияние отраж.еНllЫХ волн на 3а1)'ХЗние ВЧ..-ракта . . . . . . . . . 31
2.4. nРИНЦИПЫ выбора cxe\t ПРИCDeдИнеНИR к вл . . . . . . . . . . . . 34
r п 8 в а т р т ь я. Влияиие на параметры ВЧ трак.та ответвлеикl
от ВЛ. вч обходов промежуточиы.х IКJДСТ".!ИЦНЙ
н кабеЛЬНЫ1t вставок . . . . . . . . . . . _ . . . . . . . . 4б
З.I.06wисположеIJИЯ. . . ..... .. _.. _.. ...46
3.2. Влияиие ответмения от Л11НИИ злеК1])ОПередачи . . . . . . . . . . 46
3.3. Влияиие ВЧ обхолОБ промежyrD"IНЫХ подстанuий. . . . . . _ . . . 53
3.4. ВлИНltие кабельной вставки 8 ВО:ШУШliУЮJlИНИЮ . . . . . . . . . . 57
r п 8 8 а "1 е т в е р т а я. ЭлеК1рические помехи.
действ)'ющиf' 8 ВЧ тракте . . w . . . . . . . . . . . . . . . . . _ . . . 61
4.1 Общие ПОЛUЖt:НИЯ . . . . . . . . _ . . . . . . . 61
4.2. Помехи при tюрмапьном режи е ЛИНИИ. . . . . . . . . . . . . . . 62
4.3 Помехи от пробоя искровых промежyrкО8.
зашишаюших изо..'ЯI[ИЮ rpoooЗЗl.шrrnых тросов. . . . . . . . . . . 66
4 4. nU\llСХИ ОТ коммутаuионных операuий и коротких замыканий. . . 67
Спне.l.nнтературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . _ . . . _ 70
71
Вntsnnотечlliill ЭlleктротеХНnlliill
Приложение" производствеюlO-масс08Q.му ЗlC)pI'алу "Эllер етик"
Шf(AРИН ЮРИЙ ПАВЛОВИЧ
Высокоч8t'ТO'rНLlе ТР.КТЫ IaIНалов СВА]И по ЛИНИ1lМ
3Jlектрооередачtl
(OUC1Ъ 1)
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
109280, Моск". ул. AВ'Ioза80ДСК". 14/23
Т<.лефоны: (095) 275 19..06, тел. 275 ()o"23 noli. 22 47; факс: 234-74 21
Научный редактор В. В. О8'DППIlIкоа
Peдaкropы: Л. Л. ж........ Н. В. Ольш8IICIWI
Худож. техн. редактор Т. ю. AJщpeeаа
Koppeкrop З. Б. Драиооска.
Сдано. набор 4.V6.2001 r. Подписано в печат 12.V7.2001 r.
Формат 6Ох84 у,ь Печатьофсentая
nеч. л. 6,0 Тираж IV84 э,й Заказ БЭТ/07(ЗI) 2001
Ma" T выполнен И3Дап.nЬСТНQМ "Фолиytrt4": 127238. Москва, Динтровское ш.. S8_
OrneчaтaиoтипоrpaфисА ИЗ4а.1'CJlbCТ8a "Фont!УМ": 121238. Москва.Дм.итро:ккое Ш.. :58.
Вниманию специалистов
в редакции журнала "Энерrетик" можно приобрести
следующие вышедшие в свет выпуски
"6n6пnотечкn эпектротех,.,nка":
Алексеев Б Д. Борозинец Б. В Определение местных neperpeBOB
8турбоrенераторах по продуктам ПИроЛИза а охлаждающем rззе.
Бажанов с. А. Инфракрасная дивrностика электро060рудоаания
распределитепьиых устройств.
УдрисА п. Панель релеЙНОЙ заЩИТbl типе ЗПЗ-16З6 ДЛЯ ел 110
220 кВ (часть 1 устройство защиты, часть 2 обслуживание защиты).
Яковлев Л В Вибрация На ВЛ и методы защиты ПРОВОДО8 и rpo-
зозащитных ТРОСОВ
Торопцев Н. Д Трехфазный асинхронный Даиraтеnь а схеме oд
кофззиоrо включения с Itонденсатором.
Кирееаа Э Д Рациональное использование эпектроэнерrии 8 си
стемаХ промышпенноrо электроснабжения
Антонов В. и.. Лазарева Н М. Пуn ев В И Методы обработки циф-
ровых сиrнаJlОВ электроэНер....етичесКих систем
Конюхова Е А Режимы напряжений и компенсации реактивной
мощности а цеховых электрических сет'Я)(
Кур6а..rалиеа У К Самозапуск дзиrателей собственных нужд
эnектростанций.
Оочинников В В Автоматическое поаторное включание.
КУЗliецов А П. ЛуКОЯНО6 В Ю и fJ.P Современиые испытательные
устройства для релейной ззщиты и автоматики.
Шв6ад м А. Защита reHepaTopoB мзлой и среднеа мощности.
Иноземцев Е К. Ремонт аысокоаОЛЬТНЫХ электродвиrатеJlВЙ
8lIектростанций (часть 1. часть 2).
Адрес редакции
журнала "Энерrетик":
109260. Москва. ул Автозаводская, д. 14/23.
Телефон (095) 275-19-06
E-mall: pfil@mail.magelan.ru
06 авторе
Ar"
Юрий Павлович Шкврин
известный специалист в области
передачи информации по
каналам ВЧ связи по ЛЭП,
кандидат техническИх наук.
старший научный сотрудник
..
Ю. П. Шкарин автор книr "Волновыв процессы и электри
ческие помехи в мноrопроводных линиях электропередачи"
(1973), "Линейные тракты каналов ВЧ свяэи ПО пиниям
электропередачи" (1986), "Специальные иэмерения ВЧ Ka
налов по линиям электропередачи" (1990), "Расчет пара .
метров высокочастотных трактов по ЛИНИЯМ электропе
редачи" (1999) Он составитель "Методических укаэаний
по расчету параметров и выбору схем ВЧ трактов по ли
ниям электропередачи 35 750 кВ переменноrо тока"
(1989) и автор большоrо числа статей в журналах "Электри
чество", "Электрические станции", "Иэвестия АН СССР,
Энерrетика и транспорт", "Энерrетик" и докладов на сесси
ях CIGRE и эаседаниях ИК 35 и ИК 36 CIGRE. В настоящее
время профессор MOCKoBcKoro энерrетическоrо института
Ю. П. Шкарин является ведущим научным сотрудником АО
ВНИИЭ.
Каналы ВЧ связи по линиям электропередачи
в ближайшие 1 О лет останyrся
одним из основных видов каналов
в ведомственных сетях связи