МИНИСТЕРСТвО ЭНЕРГЕТИКИ  И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
ГЛАВИИИПРОЕКТ ИДУ ЕЭС СССР

РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫБОРУ ЧАСТОТ
ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ
ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
35, 110, 220, 330, 500 И 750 КB

РД 34.48.153
СО 34.48.153

МОСКВА
2009

Составлено СПО ОРГРЭС

Составители инж. И.И. ЦИТВЕР (гл. 1 - 4), канд. физ.-мат. наук М.Х. ЗАХАР-ИТКИН (гл. 5 - 8)

В Руководящих указаниях приведена методика выбора частот и электрического расчета высокочастотных (ВЧ) каналов по ВЛ 35, 110, 220, 330, 500 и 750 кВ, а также необходимые справочные материалы.

Руководящие указания базируются на методах упрощенного расчета ВЧ трактов по фазным проводам, проводящим грозозащитным тросам и изолированным один от другого проводам расщепленных фаз.

Приведены материалы по анализу распределения частот ВЧ каналов с помощью ЭВМ.

Руководящие указания предназначены для специалистов проектных институтов и эксплуатационных организаций Минэнерго СССР.

С выходом настоящих Руководящих указаний выпущенные ранее «Руководящие указания по выбору частот высокочастотных каналов по проводам линий электропередачи напряжением 35, 110, 220, 330 и 500 кВ» (БТИ ОРГРЭС, 1964) аннулируются.

© СПО ОРГРЭС, 1977.

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее ответственным этапом при проектировании и организации ВЧ каналов по ВЛ для телефонии, телемеханики, релейной защиты и противоаварийной автоматики является выбор рабочих частот.

Методика выбора частот базируется на данных измерений электрических параметров аппаратуры ВЧ каналов, теории распространения электромагнитных колебаний вдоль ВЛ, исследованиях ВЧ помех от короны. Методика позволяет рационально решать задачи выбора частот, т.е. наиболее целесообразно использовать частотный диапазон, выделенный для ВЧ связи энергосистем, исключив взаимные влияния между каналами.

До выпуска настоящих руководящих указаний при выборе частот ВЧ каналов проектные организации и работники энергосистем пользовалась [Л.1 и 2]. В настоящее время эти работы частично устарели, так как за последние годы часть аппаратуры ВЧ связи по линиям электропередачи снята с производства и заменена более совершенной; создано оборудование для передача информации устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики; методика расчета ВЧ трактов и ВЧ помех от короны уточнена и дополнена новыми исследованиями [Л.3 - 9]; организуются новые виды ВЧ трактов по ВЛ с использованием проводящих грозозащитных тросов и изолированных проводов расщепленных фаз [Л.10 и 11]; выполнены некоторые разработки в области рационального использования ВЧ диапазона [Л.12 - 15]; внедрены в проектных организациях и энергосистемах ЭВМ, позволяющие автоматизировать отдельные этапы выбора частот.

Выбор частот, как правило, осуществляется при разработке перспективных схем ВЧ каналов в энергосистеме. На этом этапе отсутствуют окончательные сведения о конфигурации электрических сетей и конструкций ВЛ, поэтому при выборе частот используются методы упрощенного расчета затухания ВЧ трактов, основанные на материалах [Л.4].

В Руководящих указаниях упрощенные методы расчета ВЧ трактов применены таким образом, что погрешность результатов увеличивает запасы по таким параметрам, как перекрываемое аппаратурой затухание и разнос частот между каналами.

Материалы [Л.4] и технические данные ВЧ аппаратура в настоящих Руководящих указаниях переработаны и систематизированы с целью обеспечения максимального сокращения объема и длительности электрических расчетов при выборе частот ВЧ каналов.

В соответствии с принятой методикой упрощенного расчета затухание ВЧ тракта для полезного и мешающего сигналов принимается равным сумме затуханий всех элементов вдоль тракта, т.е. затуханий ВЧ кабелей, аппаратуры обработки и присоединения, ВЛ, ответвлений, шунтирующих сопротивлений, разделительных фильтров, переходов между линиями.

Для определения переходных затуханий для проектируемых ВЛ и подстанций используются в основном прежние ориентировочные данные [Л.1 и 2], поскольку отсутствуют методика и данные, которые могли бы дополнить или скорректировать материалы.

Высокочастотный тракт распространения мешающего сигнала в большинстве случаев содержит элементы переходов между ВЛ через шины подстанций и через электромагнитную связь между ВЛ. Затухание этих переходов, как правило, выше затухания ВЛ, поэтому расчет затухания ВЛ, расположенных после первого перехода, упрощен и сведен к определению минимально возможного затухания междуфазного канала.

Методика, изложенная в ч. I Руководящих указаний, универсальна и позволяет решать практические задачи выбора частот. При использовании ее исходные материалы оформляются в виде скелетной схемы ВЧ каналов, нанесенной на схеме электрических сетей и графика частот.

При большом количестве ВЧ каналов и сложной схеме электрических сетей проверку правильности выбора частот целесообразно осуществлять на ЭВМ. Методика такого анализа с помощью ЭВМ изложена в ч. II. При использовании ЭВМ исходные материалы оформляются в виде четырех матриц, по которым перфокарты подготавливаются к программе.

В обеих частях Руководящих указаний для определения уровней мешающего сигнала и влияний между каналами принята одинаковая методика упрощенного расчета затухания ВЧ трактов, переходных затуханий, ВЧ помех от короны и одинаковые характеристики избирательности приемников ВЧ аппаратуры.

Часть I Руководящих указаний содержит четыре главы. В гл. 1 приведена методика определения наибольшей возможной частоты канала и справочные материалы, даны рекомендации по рациональному использованию частотного диапазона, приведены нормы допустимого отношения уровней полезного и мешающего сигналов на входе ВЧ приемника, а также методика определения минимальных значений разноса частот между каналами и сдвига частот для промежуточных усилителей сложных каналов. Для автоматических импульсных искателей повреждений на ВЛ напряжением 330, 500 и 750 кВ указаны полосы частот для работы в зависимости от напряжения, длины и схемы транспозиции линии, а также приведены рекомендации по схемам подключения искателя повреждений к фазным проводам линии.

В гл. 2 приведены материалы и рекомендации по выполнению поверочного электрического расчета ВЧ трактов и каналов различной сложности при конкретном проектировании с целью уточнения основных качественных характеристик по более точным данным применяемой аппаратуры и конструкции ВЛ.

Глава 3 содержит формулы, использованные для построения трафиков и составления справочных данных; пояснения к рекомендациям по ограничению применяемого частотного диапазона; обоснования принятых норм отношения уровней сигнала и помех на входе ВЧ приемника; пояснения к методу расчета затухания простых и сложных ВЧ трактов и ВЧ каналов различных назначений; пояснения к рекомендациям по выбору частот ВЧ каналов с промежуточными усилителями и без них.

В гл. 4 разобраны четыре примера выбора частот и поверочного расчета ВЧ каналов. В первом примере определяется полоса частот для ВЧ канала по ВЛ 110 кВ с ответвлением, в которой это ответвление можно не обрабатывать заградителем. Выбор частот и поверочный расчет простых и сложных ВЧ каналов по ВЛ 110 кВ с ответвлениями для телефонии, телемеханики и релейной защиты рассмотрены во втором и третьем примерах. В четвертом примере приводятся расчеты для выбора оптимальных схем ВЧ обхода линейного разъединителя на ВЛ 35 кВ в зависимости от расстояния до места его установки от ближайшей подстанции.

Часть II Руководящих указаний содержит четыре главы, в которых излагается методика расчета на ЭВМ влияний (перекрестных помех) между ВЧ каналами энергосистемы.

В гл. 5 описывается способ подготовки исходного числового материала об энергосистеме и ее каналах связи, ориентированный на ввод этой информации в память ЭВМ в отличающийся от графического задания информации при использовании методики ч. I Руководящих указаний. В приложении к гл. 5 поясняется, как используется программой анализа распределения частот заданный в виде матриц исходный числовой материал.

Глава 6 содержит инструкции по использованию ЭВМ типа M-20 при выборе частот: по подготовке перфокарт, соответствующих матрицам исходного числового материала об энергосистеме и ее ВЧ каналах, по составлению расчетной колоды перфокарт и запуску на ЭВМ рабочей программы, по чтению выданных на бумажную ленту результатов расчета на ЭВМ типа М-222. Кроме того, описаны варианты разноцелевого использования программы анализа распределения частот, в том числе для назначения частоты вновь проектируемых каналов. Приведены пробивка перфокарт АЛГОЛ-программы и результаты ее трансляции на ЭВМ типа М-222 с помощью транслятора ТA-2M.

В гл. 7 приводится контрольный пример расчета по программе анализа распределения частот энергосистемы. Показано, как по электрической схеме линий и подстанций и скелетной схеме ВЧ каналов составляются матрицы МК, МЛ, ОБ, ЭМ исходного числового материала и по ним пробиваются перфокарты, приведены рабочая программа для расчета по программе и результаты расчета, напечатанные ЭВМ типа М-222 на бумажной ленте.

Методика анализа распределения частот высокочастотных каналов энергосистемы с помощью ЭВМ изложена в гл. 8, составляющей приложение к ч. II Руководящих указаний. Поскольку программа составлена на языке АЛГОЛ-60, изложение методики, заложенной в программу, дано с привлечением текстов на языке АЛГОЛ. Обозначения переменных величин и числовых массивов, используемых АЛГОЛ-программой в гл. 6, соответствуют системе обозначений, принятой в гл. 5, и сохранены в гл. 8.

Все замечания и пожелания по составу и содержанию данной работы просьба направлять в Службу телемеханики и связи ЦДУ ЕЭС СССР по адресу: 103074, Москва, К-74, Китайский проезд, д. 7.

ЧАСТЬ 1
ВЫБОР ЧАСТОТ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ

Глава 1.
ВЫБОР ЧАСТОТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ

1.1. Общие положения

1.1.1. Выбор рабочих частот ВЧ каналов по ВЛ должен производиться при составлении перспективных схем развития сети связи в энергосистемах.

Выбор частот ВЧ каналов может производиться при разработке технического или технорабочего проекта, если проектируемые каналы отсутствуют в перспективных схемах.

1.1.2. Выбор частот выполняется с учетом существующих и запроектированных ранее ВЧ каналов таким образом, чтобы обеспечить размещение в используемом диапазоне максимального количества каналов для заданной схемы связи.

1.1.3. На выбранных частотах затухание ВЧ тракта канала не должно превышать допустимого значения, а работа ВЧ каналов должна обеспечиваться без взаимных помех между каналами, без помех со стороны радиостанций центрального и местного радиовещания на ВЧ каналы и без помех со стороны ВЧ каналов радиоприему и ВЧ связи по воздушным линиям связи.

1.1.4. Для выбора частот ВЧ каналов необходимы следующие исходные материалы:

1) данные об электрической сети в районе прохождения проектируемых каналов;

2) схемы существующих, ранее запроектированных и перспективных ВЧ каналов в энергосистеме или районе прохождения проектируемых навалов;

3) данные о радиовещательных станциях;

4) данные о гололедности района;

5) технические характеристики ВЧ оборудования;

6) данные по сближению ВЛ с воздушными линиями связи, уплотненными в диапазоне частот до 150 кГц.

1.1.5. Данные об электрической сети должны содержать: однолинейную схему сети с указанием электростанций и подстанций и общих коридоров; схему присоединения энергообъектов; схему подходов линий к подстанциям, напряжение, конструктивные данные, схему транспозиции, протяженность линий; однолинейную схему первичных цепей подстанций, на которых устанавливаются усилители.

1.1.6. На схемах ВЧ каналов должны быть указаны: пункты установки оконечной аппаратуры и промежуточных усилителей; способ подключения аппаратуры к ВЛ; тип оборудования; назначение и частоты каналов; полосы настройки аппаратуры присоединения и обработки ВЛ.

1.1.7. Данные о радиовещательных станциях должны содержать частоты радиостанций центрального и местного вещания, расположенных в районе прохождения каналов и работающих в диапазоне ВЧ связи по ВЛ.

1.1.8. В данных о гололедности должны содержаться сведения, к какому району по гололеду относится местность, по которой проходит трасса ВЛ.

1.1.9. Технические характеристики ВЧ оборудования должны содержать сведения об избирательности и чувствительности приемников, мощности передатчиков, полос настройки, о ВЧ параметрах фильтров присоединения, заградителей, разделительных фильтров.

1.1.10. Частоты существующих, ранее запроектированных и перспективных ВЧ каналов удобно представить в виде графика, на котором должны быть также указаны частоты радиовещательных станций, которые учитываются при выборе частот в данном районе.

Выбор рабочих частот осуществляется в такой последовательности:

1) определяется наибольшая возможная частота для каждого запроектированного канала. Методика определения наибольшей возможной частоты приведена в пп. 1.2.1 - 1.2.5;

2) определяются свободные участки диапазона на графике частот в пределах наибольшей возможной частоты, которые могут быть заняты для полос частот проектируемых каналов. Выбор свободных участков частот для конкретных каналов осуществляется согласно рекомендациям пп. 1.2.6 - 1.2.7;

3) определяется минимальный разнос частот между проектируемым и существующим (или ранее запроектированным) каналами, при котором обеспечивается работа каналов без взаимных помех в выбранном свободном участке диапазона частот. Минимальный разнос частот определяется согласно рекомендациям разд. 1.3 и 1.4;

4) выбираются рабочие частоты проектируемых каналов с минимальным разносом полос частот между каналами и допустимым - между приемником и передатчиком проектируемого канала, чтобы диапазон частот был использован достаточно экономично и в будущем была возможность выбора частот для новых каналов.

Выбор частот осуществляется с учетом рекомендаций пп. 1.1.2, 1.2.8 - 1.2.16 и технических параметров аппаратуры.

1.1.11. Для рационального использования целесообразно диапазон частот 36 - 600 кГц разбить на единичные полосы шириной 2 кГц. Частоты деления должны быть целыми числами, кратными двум.

Для организации одного канала телефонной связи и канала противоаварийной автоматики в одном направлении передачи используется двойная полоса частот, равная 4 кГц. Для многоканальных систем телефонной связи занимается полоса частот в одном направления, равная 4n кГц, где n - число каналов системы.

Для каналов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала используется одна единичная полоса, равная 2 кГц (несущая частота располагается в середине используемой полосы).

1.2. Правила определения предпочтительного диапазона для размещения частот каналов

1.2.1.^* Значение наибольшей возможной частоты канала f_макс зависит от напряжения ВЛ, расположения фаз и наличия транспозиций, параметров ВЧ аппаратуры и схемы ее присоединения к ВЛ, сложности ВЧ тракта, района по гололеду, в котором расположена трасса ВЛ. С учетом этого оно определяется по значении наибольшего возможного километрического затухания линейного тракта, которое допускается для данной ВЛ (рис. 1-1 ÷ 1-21):

^* Здесь и далее звездочкой обозначены пункты, к которым даны пояснения в гл. 3.

                                                                      (1-1)

где А_пер - затухание, перекрываемое ВЧ аппаратурой, дБ;

а_эл - затухание всех элементов ВЧ тракта усилительного или переприемного участка канала, кроме затухания междуфазной волны, дБ;

А_зап - запас по перекрываемому затуханию на случай увеличения затухания ВЧ тракта при гололеде и коротких замыканиях на ВЛ или увеличения помех от короны при ухудшении погодных условий, дБ;

l - длина ВЛ, км.

В табл. 1-1 приведен перечень рисунков, по которым определяется значение f_макс.

Для ВЧ каналов по фазным проводам ВЛ 750 кВ значение f_макс определяется по значению наибольшего возможного затухания ВЧ тракта. Расчеты затухания ВЧ тракта на различных частотах для этой цели должны выполняться на ЭВМ.

Если неизвестны марка проводов и расположение фаз ВЛ, то значение f_макс ВЧ канала по такой ВЛ рекомендуется определять по графикам для линий с горизонтальным расположением фаз с проводами:

1.2.2.^* Затухание, перекрываемое ВЧ аппаратурой, определяется по формуле:

А_пер = р_пер - р_пр.мин дБ,                                                                                   (1-2)

где р_пер - уровень передачи сигнала, дБ;

р_пр.мин - минимальный уровень приема в канале, дБ.

Уровень передачи сигнала р_пер приведен в табл. 1-2 и 1-3. При использовании дополнительных усилителей мощности (например, УМ-1/12-100) уровень передачи определяется по формуле:

                                                                     (1-3)

где р_пер - расчетный уровень передачи сигнала по табл. 1-2;

р_УМ - максимальный уровень дополнительного усилителя мощности. Для УМ-1/12-100 р_УМ = 50 дБ;

р_макс - максимальный уровень передатчика ВЧ аппаратуры по табл. 1-2.

Минимальный уровень приема:

1) для ВЧ каналов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала на аппаратуре УПЗ-70, ПВЗД, ПВЗК и АЗВ принимается равным уровню порога запирания (насыщения) для данного класса напряжения линии электропередачи (по табл. 1-4);

2) для ВЧ каналов релейной защиты с передачей отключающего сигнала, противоаварийной автоматики и сигнализации гололедообразования на аппаратуре с ограничителем максимальных амплитуд (ВЧТО-М, ДСГ-68) принимается равным уровню порога ограничения (чувствительности) приемника.

Если средний уровень распределенных помех на линии в полосе фильтров широкополосной части приемника, расположенных до ограничителя амплитуд, равен или выше уровня порога ограничения, то минимальный уровень приема определяется в зависимости от среднего уровня помех в точке подключения устройства присоединения к линии:

                                                       (1-4)

3) для ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики определяется в зависимости от среднего уровня распределенных помех на линии в точке подключения устройства присоединения к линии:

                                     (1-5)

Таблица 1-1

Номера рисунков для определения f_макс

Таблица 1-2

Основные электрические параметры комбинированной ВЧ аппаратуры

Таблица 1-3

Технические данные приемопередатчиков ВЧ релейных защит, противоаварийной автоматики и телесигнализации

^* При питании от источника напряжением 110 В уровень передачи снижается на 7 дБ.

^** При питании от источника напряжением 110 В уровень передачи снижается на 5 дБ.

Примечания:

1. Уровень порога чувствительности - минимальный уровень сигнала, при котором начинается изменение тока в выходном рабочем органе.

2. Уровень порога запирания (насыщения) - для приемопередатчиков УПЗ-70, ПВЗД, АЗВ, ПВЗК, уровень порога ограничения (в заводской документации соответствует чувствительности приемника) - для приемников ВЧТО-М, АСК-РС и ДСГ-68.

3. Для приемопередатчиков АЗВ приведены данные опытной серии.

4. АМ - амплитудная модуляция, ЧМ - частотная модуляция.

В формулах (1-4) и (1-5) приняты обозначения:

р_пом - средний уровень помех от короны на фазных проводах в полосе 1 кГц, дБ. Он принимается по табл. 1-5 или определяется согласно рекомендациям гл. 2, если имеются данные для расчетов. Для существующих линий рекомендуется принимать среднестатистический уровень помех согласно измерениям на данной ВЛ;

Δf - полоса эффективно передаваемых частот канала, кГц. Для каналов на аппаратуре с ограничителем максимальных амплитуд (BЧТО-М, ДСГ-68, ТСД-70) уровень помех определяется в полосе фильтров широкополосной части приемника, расположенных до ограничителя амплитуд;

Δр'_пом - поправка, учитывающая изменение среднего уровня помех для ВЧ трактов по грозозащитным тросам и внутрифазным трактам по проводам расщепленных фаз.

Принимается равной:

Схема присоединения	Δр'пом, дБ
Трос - трос	-4,5
Трос - земля	-3,0
Два троса - земля	-1,0
Провод - провод расщепленной средней фазы	+2,5
То же расщепленной крайней фазы	-1,5

р_с/п - минимальная разность уровней сигнала и распределенной помехи на входе приемника. Определяется в точке подключения устройства присоединения к ВЧ и принимается для каналов с системой передачи:

Δр_пром - поправка, учитывающая суммирование распределенных помех в каналах с промежуточными усилителями и переприемами. Определяется по формуле

                                                                               (1-6)

где m - число промежуточных усилителей и переприемов.

На ВЛ с низкими уровнями распределенных помех (например, на ВЛ 35 и 110 кВ и при временной работе ВЛ на напряжении ниже проектного) могут иметь место случаи, когда чувствительность приемников аппаратуры ниже расчетного уровня р_пр.мин. В подобных случаях за расчетный уровень р_пр.мин принимается уровень чувствительности приемника, приведенный в табл. 1-2.

1.2.3.^* Затухание элементов ВЧ тракта а_эл для расчета значения f_макс определяется из выражений:

- для ВЧ трактов по фазным проводам

                    (1-7)

где n₁ - количество ВЛ в ВЧ тракте канала;

n₂ - количество ВЛ короче 20 км в ВЧ тракте канала;

m - количество элементов данного вида в ВЧ тракте канала;

а_к - концевые затухания двух концов ВЛ, дБ;

Δа_тр1 - дополнительное затухание, обусловленное многократными отражениями междуфазной волны от концов ВЛ и ответвлений, дБ. Учитывается для сложных ВЧ трактов с обходами и ответвлениями;

Δа₍₀₎ - поправка, учитывающая увеличение затухания из-за влияния земляной волны на ВЛ короче 20 км для схем присоединения фаза - земля;

а_з - затухание, вносимое заградителем, дБ;

а_ф.п - затухание фильтра присоединения, дБ;

а_каб - затухание ВЧ кабеля, соединяющего ВЧ аппаратуру с фильтром присоединения, дБ;

а_ш - затухание, вносимое параллельно включенной аппаратурой других ВЧ каналов на оконечном пункте, дБ;

а_пром - затухание, вносимое в транзитный канал аппаратурой уплотнения на промежуточном пункте, подключенной к схеме ВЧ обхода, дБ;

а_р.ф - затухание разделительного фильтра (дБ), учитываемое на передающем конце и в пункте ВЧ обхода;

а_отв - затухание, вносимое ответвлением от ВЛ, дБ;

а_рад - затухание, обусловленное ответвлением ВЧ энергии в другие ВЧ тракты при радиально-лучевой схеме канала, дБ.

Значения затуханий элементов ВЧ тракта для расчетов по формуле (1-7) приведены в табл. 1-6;

- для ВЧ трактов по биметаллическим (проводящим) грозозащитным тросам и внутрифазным трактам (по расщепленной фазе)

                                 (1-8)

где а_{трансп.т} - затухание, вносимое транспозицией на тросах в ВЧ тракт по грозозащитным тросам, дБ;

а_{трансп.ВЛ} - затухание, вносимое транспозицией фазных проводов в ВЧ тракт по грозозащитным тросам, дБ;

а_ш.д - затухание, вносимое ВЧ дросселем, шунтирующим тросы, дБ.

Остальные обозначения те же, что для выражения (1-7).

Значения затуханий элементов ВЧ тракта для расчетов а_эл по формуле (1-8) приведены в табл. 1-6.

Примечание. Для ВЧ каналов всех назначений, минимальный уровень приема которых определен по формулам (1-4) и (1-5), исходя из уровня распределенных помех на ВЧ, на приемном конце учитывается только затухание, вносимое заградителем.

Для ВЧ каналов, минимальный уровень которых принят равным уровню порога запирания (насыщения) или порогу ограничения приемника (для каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики и сигнализации гололедообразования на аппаратуре УПЗ-70, ПВЗД, ПВЗК, АЗВ, ВЧТО-М, ДСГ-68), и для каналов по ВЛ 35 - 110 кВ на аппаратуре с приемниками невысокой чувствительности, для которых минимальный уровень приема принят равным чувствительности приемника (ВЧА-СЧ, АСК-РС, ТСД-70, АРС-64), затухание элементов ВЧ тракта a_ф.п, a_каб, а_ш, а_р.ф должно учитываться и на приемном конце канала.

Таблица 1-4

Минимальный уровень приема для ВЧ каналов релейной защиты

^* На частотах настройки приемопередатчика f₀ > 200 кГц значение р_пр.мин увеличивается на Δр = 10lgf₀ - 21,5 дБ, где f₀ - в кГц.

Таблица 1-5

Уровни распределенных помех на фазных проводах ВЛ в полосе 1 кГц

^* В скобках - для диапазона частот выше 100 кГц.

Примечание: Для районов с повышенной загрязненностью атмосферы расчетный уровень помех рекомендуется увеличивать на 9 дБ для ВЛ с одним проводом в фазе и на 5 дБ для ВЛ с расщепленными фазами.

Таблица 1-6

Расчетные значения затухания элементов ВЧ тракта

1.2.4.^* Параллельное подключение аппаратуры каналов телефонной связи и телемеханики к аппаратуре канала релейной защиты и противоаварийной автоматики должно осуществляться через разделительный фильтр, запирающий частоту канала релейной защиты.

Параллельное подключение аппаратуры каналов релейной защиты к аппаратуре каналов противоаварийной автоматики должно осуществляться через разделительные фильтры.

В таких случаях значение затухания, вносимого в ВЧ тракт канала, определяется из выражений:

- для канала релейной защиты или противоаварийной автоматики

                                                                    (1-9)

где m_р.з - число приемопередатчиков релейной защиты (противоаварийной автоматики), включенных параллельно;

m_р.ф - число разделительных фильтров, включенных последовательно в ВЧ кабель BЧ аппарата рассчитываемого канала;

- для канала телефонной связи и телемеханики

                                                              (1-10)

где m_тф - число аппаратов телефонной связи и телемеханики, включенных параллельно.

1.2.5.^* Запас по перекрываемому затуханию А_зап в канале необходим для обеспечения нормальной работы канала при увеличении уровня распределенных помех на BЛ из-за ухудшения погодных условий, при увеличении затухания линейного тракта от гололеда и изморози, а для каналов релейной защиты с передачей отключающего сигнала - также и при увеличении затухания линейного тракта при коротких замыканиях фазных проводов.

Значение А_зап определяется в зависимости от назначения канала и района по гололеду, в котором находится трасса ВЛ. Если ВЛ проходит в различных районах по гололеду, то значение А_зап принимается для района с большим номером.

Значения А_зап, принимаемые в расчетах ВЧ каналов, определяются по формулам:

- для ВЧ каналов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала

                                                                                     (1-11)

Допускается в отдельных случаях снижение значения А_зап до

                                                                                                                 (1-11а)

с обоснованием в проекте этого снижения.

Максимальное расчетное значение А_зап может быть ограничено 20 дБ в 1-й районе по гололеду и 25 дБ - в остальных районах;

- для ВЧ каналов релейной защита с передачей отключающего сигнала и ВЧ каналов противоаварийной автоматики

                                                                                    (1-12)

- для ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики

                                                                                           (1-13)

но не менее 9,0 дБ. Допускается снижение значения А_зап до 9,0 дБ для ВЧ каналов по BЛ 35 - 110 кВ с линейными трактами с ответвлениями и обходами, если невозможно обеспечить расчетное значение А_зап по формуле (1-13);

- для ВЧ каналов сигнализации гололедообразования

                                                                                 (1-14)

но не менее 9,0 дБ.

В формулах (1-11) - (1-14) принято:

Δа_голf - прирост зазрения линейного тракта из-за гололеда на расчетной частоте. Определяется по рис. 1-22 - 1-29. Если длина линейного тракта короче 30 км, то значение Δа_голf определенное по рис. 1-22 - 1-29, уменьшается в 30/l раз, где l - длина линейного тракта, км;

а_гол - прирост затухания из-за гололеда на всей длине линейного тракта при толщине стенки гололеда, принятой для срабатывания датчика нагрузки;

K₃ - коэффициент, равный 1,0; 0,68; 0,48; 0,32 соответственно при числе проводов в фазе 1, 2, 3 и 5;

s, m - по рис. 1-30 ÷ 1-31;

l - длина линейного тракта, км.

При невозможности обеспечения значения А_зап по формулам (1-11) и (1-12) для ВЧ каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики возможность снижения значения А_зап согласовывается с заказчиком.

Поскольку значение Δа_голf, учитываемое запасом по перекрываемому затуханию А_зап, зависит от частоты, расчет значения f_макс по формуле (1-1) рекомендуется начинать, приняв максимальное значение Δа_голf (например, для частот 400 - 500 кГц). Если определенное значение f_макс будет ниже 400 кГц, необходимо снизить значение Δа_голf и выполнить повторный расчет. Определение f_макс заканчивается в случае, если достигнуто соответствие частот для Δа_голf и f_макс.

После определения f_макс ВЧ каналов по проводящим грозозащитным тросам и внутрифазным трактам рекомендуется выполнять проверку достаточности принятого значения А_зап путем сравнения его с затуханием из-за изморози на проводах линии. Увеличение затухания из-за изморози можно определить по формуле

                                                                                 (1-15)

где K₃, s, m - то же, что и в формуле (1-14);

l_из - длина линейного тракта, покрытого изморозью, км.

Значения длины линейного тракта, покрытого изморозью, и толщины стенки изморози на проводах линии d_из могут быть определены по климатологическим справочникам.

Расчет по формуле (1-15) выполняется для такого одновременного сочетания l_из и d_из, которое дает наибольшее значение Δа_из за пятилетний период наблюдений.

Если значение Δа_из более принятого значения А_зап, то оно должно быть скорректировано и принято равным Δа_из. После этого значение f_макс должно быть заново рассчитано.

1.2.6^* После расчета наибольших возможных рабочих частот по исходному графику частот определяются свободные участки диапазона или отдельные частоты, которые могут быть заняты для проектируемых каналов.

Выбор частот производится с учетом назначений канала, затухания ВЧ тракта, возможных взаимных влияний между каналами, возможных помех ВЧ каналам от радиостанций, возможных помех радиоприему и ВЧ связи по воздушным проводным линиям, а также участка диапазона, который наиболее удобно использовать для применяемого оборудования (табл. 1-2, 1-3, 1-7 ÷ 1-14).

В тех случаях, когда частоты проектируемого канала можно разместить только в диапазоне выше расчетной наибольшей рабочей частоты, рекомендуется на выбранных частотах выполнить поверочный расчет ВЧ канала с использованием уточненных значений затухания элементов ВЧ тракта и уровней распределенных помех на BЛ. Поверочный расчет выполняется в соответствии с рекомендациями гл. 2.

1.2.7. Размещение каналов различного назначения в диапазоне 36 - 600 кГц рекомендуется осуществлять с учетом следующего:

1) для каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики можно выбирать частоты во всем диапазоне 36 - 600 кГц с учетом ограничений, изложенных в пп. 1.2.8 и 1.2.10. На длинных линиях частоты этих каналов выбираются в диапазоне 36 - 92 кГц. В исключительных случаях на длинных линиях в диапазоне 36 - 92 кГц можно выбирать частоты каналов другого назначения;

2) в диапазоне 92 - 252 кГц выбираются частоты для межсистемных каналов диспетчерской связи ОДУ, магистральных каналов диспетчерской связи ДП РЭУ с ПЭС и с другими объектами системного значения, которые наиболее сложны и имеют большую протяженность;

3) в диапазоне 252 - 600 кГц выбираются частоты каналов для внутрисистемной телефонной связи небольшой протяженности с учетом ограничений, изложенных в пп. 1.2.8 и 1.2.9. В слабогололедных районах следует использовать более высокие частоты;

4) для каналов линейно-эксплуатационной связи с подвижными объектами на аппаратуре АСМ выделены полосы частот 50 - 53, 100 - 103 и 150 - 153 кГц.

1.2.8. Для автоматических локационных искателей повреждений «ЛИДА», применяемых на ВЛ напряжением 330 - 750 кВ, требуется полоса частот 70 кГц. Рекомендуемые полосы частот для искателей повреждений приведены в табл. 1-15.

В полосе частот, используемой для работы автоматических искателей, нельзя размещать частоты ВЧ каналов, организуемых по фазным проводам к тросам данной линии (обслуживаемой искателем) и по второй линии, расположенной на тех же опорах (если ВЛ двухцепная), однако между полосами ВЧ каналов и искателя повреждений допускается нулевой разнос частот.

Таблица 1-7

Электрические данные ВЧ заградителей серии ВЗ

Таблица 1-8

Значения резонансных сопротивлений заградителя ВЗ-600-0,25 при одночастотной и двухчастотной настройках

Примечание. Отношение резонансных частот при двухчастотной настройке допускается в пределах 1,1 - 2,5.

Таблица 1-9

Электрические данные заградителей серий ВЧЗ и ВЧЭС

^* Диапазон, в котором осуществляется настройка на полосу частот.

^** 1,3 мГ - на частоте 50 Гц; 1,65 кГ - на частоте 27 кГц.

Таблица 1-10

Электрические данные фильтров присоединения ФП и ФПУ

^* Используется для присоединения аппаратуры ВЧ каналов к проводящим грозозащитным тросам.

Примечания: 1. Рабочее затухание фильтра присоединения на частотах 10 % и менее от края полосы пропускания не более 1,7 дБ. 2. Схемы фильтров присоединения: Тр - трансформаторная, АТр - автотрансформаторная.

Таблицa 1-11

Электрические данные фильтров присоединения ОФП-4 и ФП-500

Примечание. Схема фильтра присоединения - трансформаторная.

Таблица 1-12

Электрические данные модификаций фильтра присоединения ОФП-4

Примечание. Схема фильтра присоединения: Тр - трансформаторная, АТр - автотрансформаторная.

Таблица 1-13

Электрические данные фильтра присоединения УФП-75

Примечания: 1. Рабочее затухание фильтра присоединения в полосе пропускания не более 1,74 дБ (на краях полосы пропускания не более 2,18 дБ).

2. Схемы фильтров присоединения: ФВЧ - фильтра верхних частот, ПФ - полосового фильтра, АТр - автотрансформаторная.

Таблица 1-14

Электрические данные фильтра присоединения: ФП-РС-6-35

Примечание. Схемы фильтров присоединения: КУ - компенсационного устройства; ФВЧ - фильтра высоких частот.

Таблица 1-15

Полосы частот, рекомендуемые для работы автоматических искателей повреждений «ЛИДА» на ВЛ 330 - 750 кВ

1.2.9. Для устранения помех радиоприему, а также помех в проектируемых каналах со стороны радиостанций центрального и местного вещания края рабочих полос каналов должны размещаться не ближе 6 кГц от несущих частот радиостанций. Это требование относится ко всем радиостанциям вещания области, по территории которой проходит трасса ВЛ, а также к радиостанциям смежных областей, если эти радиостанции располагаются на расстоянии до 300 км от ВЛ, по которой проектируются ВЧ каналы.

Частоты радиостанций общесоюзного вещания 173 ± 6, 236 ± 6, 263 ± 6 кГц не разрешается занимать по всей территории СССР.

Во избежание возможных помех радиоустройствам, осуществляющим обмен сигналами вызова и бедствия, не разрешается занимать для ВЧ каналов полосы частот 333 ± 4, 500 ± 4 кГц по всей территории СССР.

1.2.10. Выбор частот каналов для релейной защиты с передачей блокирующего сигнала производится без учета частот радиовещательных станций, кроме случаев, когда ВЧ проходит на расстоянии 10 км и менее от мощных радиостанций.

В таких случаях для каналов релейной защиты выбор частот осуществляется в соответствия с п. 1.2.9.

1.2.11.^* Выбор частот каналов с внутрифазным трактом (по изолированным один от другого проводам расщепленной фазы) производится без учета частот радиовещательных станций.

1.2.12. Мешающее влияние ВЧ каналов по ВЛ на ВЧ каналы по воздушным проводным линиям связи следует учитывать при пересечениях и сближениях ВЛ с линиями связи шириной менее 100 м в случае применения передатчиков мощностью более 5 Вт на один канал с полосой 4 кГц. В этих случаях рекомендуется проверять возможность применения для ВЧ каналов по ВЛ частот выше 150 кГц.

Влияния ВЧ каналов по ВЛ с передатчиками мощностью более 5 Вт в диапазоне 18 - 150 кГц на ВЧ каналы трех- и двенадцатиканальных систем по воздушным линиям связи можно не учитывать для:

- передатчиков каналов релейной защиты с кратковременной передачей сигналов в линию;

- одноканальных и многоканальных систем с внутрифазными трактами по расщепленным фазам;

- двенадцатиканальных систем совместно с усилителями с пиковой мощностью до 100 Вт при любых схемах подключения к проводам ВЛ;

- линий связи, оборудуемых в местах пересечения с ВЛ кабельными вставками;

- передатчиков мощностью более 5 Вт (но не выше 10 Вт) на один канал, если при сближении шириной 100 м и пересечения с линией связи напряжение помехи от ВЧ канала по ВЛ на входе усилительной станции будет не выше значений, приведенных в «Правилах защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияний линий электропередачи. Часть II. Мешающие влияния». («Связь», 1972), с учетом дополнительных документов, вносящих поправки в Правила.

1.2.13. В случае большой загрузки диапазона частот существующими ВЧ каналами, приводящей к невозможности выбора частот для вновь проектируемых каналов, следует рассмотреть целесообразность перестройки или реконструкции части существующих каналов с целью более рационального использования диапазона частот, или сооружения разделительного ВЧ фильтра для увеличения переходного затухания между ВЛ (см. п. 1.5.11).

1.2.14.^* Для лучшего использования диапазона частот ВЧ каналов, а также для уменьшения взаимного влияния между каналами, аппаратура которых подключена к различным фазам и линиям, рекомендуется группировать частоты приемников и передатчиков. При этом между полосами частот (или несущими частотами) каналов внутри групп и между группами должен быть обеспечен необходимый разнос по частоте.

При параллельном подключении ВЧ аппаратуры нескольких каналов рекомендуется чередовать частоты передатчиков и приемников, что позволит уменьшить разнос частот между каналами.

1.2.15. Для ВЧ каналов с обходами подстанций при параллельном подключении аппаратуры нескольких каналов к одной фазе рекомендуется группировать частоты каналов с различным количеством обходов и разделять полосы частот этих каналов с помощью разделительных фильтров, включаемых в ВЧ обход. Разделительные фильтры должны пропускать через обход частоты транзитных каналов и запирать частоты каналов, заканчивающихся на подстанции с обходом.

При такой схеме обеспечиваются лучшие частотные характеристики ВЧ тракта и большое значение переходного затухания подстанции в месте обхода для частот ближних каналов.

1.2.16. Выбор частот каналов с ВЧ трактами с обходами подстанций, имеющих входное сопротивление более 50 Ом (как правило, это подстанции 35 - 220 кВ, имеющие только две ВЛ одного напряжения), рекомендуется осуществлять вне полосы частот повышенного затухания, если смена рабочего провода в пункте ВЧ обхода затруднительна.

Полосы частот повышенного затухания для ВЧ обходов с фильтрами присоединения ОФП-4 и ФП приведены в табл. 1-16.

1.3. Условия, определяющие разнос частот

1.3.1. Разнос частот между рабочими полосами или несущими передатчика и приемника дуплексного ВЧ канала должен быть не менее значений, указанных в технической документации на аппаратуру завода-изготовителя (табл. 1-17).

1.3.2.^* Частоты передатчиков УПЗ-70, АЗВ в ВЧ каналах релейной защиты должны различаться:

Схема и длина ВЛ, км                       Разность частот передатчиков, кГц

Без ответвлений, короче 100                                        0

Без ответвлений, более 100                                         1,5

С ответвлениями                                                          0,5

На ВЛ без ответвлений длиной более 100 км допускается работа передатчиков на одной частоте, если соблюдается условие

                                                                                                                 (1-16)

где  - затухание линейного тракта, дБ.

Примечание. На ВЛ без ответвлений короче 100 км допускается принимать разность частот 1,5 кГц для приемопередатчиков УПЗ-70, если необходимо увеличить перекрываемое затухание в канале на 4 дБ (см. табл. 1-4).

Таблица 1-16

Области повышенного затухания ВЧ обхода подстанции с входным сопротивлением 50 Ом и более с фильтрами присоединения ОФП-4 и ФП

1.3.3.^* Разнос частот между рабочими полосами или несущими различных ВЧ каналов по ВЛ должен обеспечивать работу каналов без взаимных помех.

Таблица 1-17

Частотные параметры приемников ВЧ аппаратуры

^* От верхнего края нижней полосы частот.

^** Между средними частотами полос или несущими частотами.

^*** Между несущими частотами ВЧТО-М или несущей частотой ВЧТО-М и ближайшим краем полосы передатчика другого канала при их параллельном подключении.

Примечание: f_дм1 - частота первого демодулятора; f_б.в, f_б.н - верхняя и нижняя граничные частоты рабочей полосы приема; f_нес - несущая частота.

В настоящих Руководящих указаниях приняты следующие нормы разности уровней полезного и мешающего сигналов, обеспечивающие работу ВЧ каналов без взаимных помех:

- на выходе приемника телефонного канала мешающий сигнал должен быть ниже полезного сигнала не менее чем на 35 дБ, а на входе приемника канала телемеханики - не менее чем на 25 дБ;

- уровень мешающего сигнала на выходе ВЧ фильтра приемника аппаратуры УПЗ-70, ПВЗД, ПВЗК, АЗВ ВЧ каналов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала должен быть ниже уровня порога чувствительности не менее чем на 10 дБ;

- уровень мешающего сигнала на выходе фильтров широкополосной части приемника (до ограничителя амплитуд) ВЧ каналов релейной защиты с передачей отключающего сигнала, противоаварийной автоматики, телесигнализации должен быть ниже уровня порога чувствительности не менее чем на 10 дБ;

- на входе первого преобразователя частоты приемника с двойным преобразованием мешающий сигнал, частота которого находится за пределами полосы рабочих частот, может превышать полезный сигнал не более чем на 9,0 дБ (для аппаратуры ВЧТО-М это значение превышения относится к уровню порога ограничения).

1.3.4. В соответствии с методикой выбора частот, принятой в настоящих Руководящих указаниях, разность уровней полезного и мешающего сигналов определяется на входе приемника ВЧ канала для наихудших условий для данного района по гололеду.

1.3.5. Мешающее влияние автоматических искателей повреждений на ВЧ каналы всех назначений, кроме каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики, на смежных ВЛ не учитывается (на ВЛ, не обслуживаемых искателем повреждений). Для этих каналов можно выбирать частоты в полосах, рекомендуемых для искателя повреждений. Полоса частот искателя повреждений и частоты каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики на смежных ВЛ не должны совпадать.

1.3.6. Уровень мешающего сигнала определяется с учетом переходного затухания между ВЧ трактами каналов.

На существующих ВЛ значения переходных затуханий между передатчиком и приемником, подверженным влиянию, рекомендуется определять измерениями.

Для проектируемых ВЛ переходные затухания определяются согласно рекомендациям разд. 1.4 и 1.5.

1.3.7. Выбор частот для промежуточного усилителя на смежных участках может производиться без смены частот, с инверсией частот приема и передачи или со сдвигом частот.

Без смены частот и с инверсией частот приема и передачи требуется меньшее количество полос частот, чем при усилении со сдвигом частот.

1.3.8.^* Возможность применения для промежуточного усилителя частот без их смены на сменных участках (прямое усиление) определяется выражениями:

- для ВЧ каналов по фазным проводам

                                                            (1-17)

где S_ус = р_пер - р_пр - усиление промежуточного усилителя, дБ;

р_пер - уровень передачи сигнала промежуточного усилителя, дБ;

р_пр - расчетный уровень сигнала на входе приемника промежуточного усилителя, дБ; определяется для нормальных погодных условий;

А_л.б - переходное затухание между фазами ВЛ (или тросами ВЛ), к которым подключается промежуточный усилитель, на ближнем конце, дБ; определяется согласно рекомендациям разд. 1.5;

ΔА_АРУ - расчетное значение автоматической регулировки уровня системы АРУ промежуточного усилителя, дБ; принимается равным А_зап;

m - количество промежуточных усилителей прямого усиления в канале;

- для ВЧ каналов по грозозащитным тросам

                                                                           (1-17а)

1.3.9.^* Возможность применения инверсии частот для промежуточного усилителя на смежных участках определяется следующими условиями:

1) переходное затухание с ближнего конца для частот передачи

                                                                       (1-18)

где Δр_пер - разность уровней передачи сигналов промежуточного усилителя в противоположных направлениях, дБ. Рекомендуется принимать Δр_пер ≤ 4 дБ.

Остальные обозначения те же, что и в (1-17);

2) переходное затухание с дальнего конца для частот приема

                                                                        (1-19)

где Δр'_пр = Δр_пр + ΔА_АРУ - разность уровней приема сигналов со смежных усилительных участков при гололедных образованиях на ВЛ одного из усилительных участков, дБ;

Δр_пр - разность уровней приема сигналов со смежных усилительных участков при нормальных условиях, дБ.

Рекомендуется принимать Δр_пр ≤ 4 дБ.

Остальные обозначения те же, что и в (1-17).

При определении переходных затуханий согласно рекомендациям разд. 1.5, возможность применения инверсии частот проверяется для наихудших условий, т.е. по выражению (1-19), поскольку переходные затухания принимаются независимыми от частоты.

Применение промежуточных усилителей с инверсией частот на линиях, у которых усилительные участки различаются по затуханию более чем на 4 дБ, не рекомендуется ввиду невозможности эффективного использования усилительной способности аппаратуры. Применение более двух промежуточных усилителей с инверсией частот в одном ВЧ канале по фазным проводам ВЛ не рекомендуется, поскольку многочисленные цепи обратных связей могут послужить причиной нестабильности остаточного затухания и паразитной генерации в канале [Л.5].

В случае применения для промежуточных усилителей сдвига частот значение сдвига определяется так же, как и значение разноса частот между различными каналами в соответствии с разд. 1.4 с учетом переходных затуханий.

1.3.10. С целью рационального использования диапазона частот следует повторять частоты ВЧ каналов на разных участках электрической сети (включая ВЧ каналы на смежных участках ВЛ), особенно на линиях различного напряжения. Возможность повторения частот проверяется по условию допустимой разности уровней полезного и мешающего сигналов на входе приемника аппаратуры и определяется по рис. 1-32 ÷ 1-46 для нулевого значения разноса частот. Уровень приема полезного сигнала в этих случаях принимается равным минимальному уровню приема, а уровень мешающего сигнала определяется с учетом затухания ВЧ тракта при нормальных погодных условиях.

1.3.11. При определении необходимого разноса частот между каналами влияние передатчиков каналов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала на приемники каналов телефонной связи и телемеханики можно не учитывать, так как передача сигналов релейной защиты осуществляется кратковременно во время аварии или при проверках канала.

1.3.12.^* Разнос частот между несущими каналов релейной защиты, противоаварийной автоматики, краем рабочей полосы канала телефонной связи и телемеханики при параллельном включении аппаратура этих каналов через разделительный фильтр РФ должен быть не менее 10 % частоты настройка фильтра. При этом затухание, вносимое фильтром в канал, будет не более 1,0 дБ.

1.3.13.^* Допустимость совместной работы приемника и передатчика, частота которого попадает в полосу зеркального канала приемника (рис. 1-47), проверяется по условию:

- для канала телефонной связи

                                                                 (1-20)

где р_{меш.макс} - максимальный уровень мешающего передатчика (дБ), значение которого принимается из табл. 1-1 и 1-2;

А_зерк - избирательность приемника в полосе зеркального канала (дБ), принятая из табл. 1-17;

р_{пp. мин} - минимальный уровень приема ВЧ канала, для которого проверяется условие (1-20);

- для канала телемеханики

                                                                 (1-20а)

- для каналов релейной защиты с передачей отключающего сигнала, противоаварийной автоматики, телесигнализации гололедообразования

                                                                      (1-20б)

где р_п.ч - уровень порога чувствительности приемника по табл. 1-3.

Значение р_{меш.макс} для передатчиков одноканальных и трехканальных систем принимается равным максимальному уровню передачи, а для передатчиков двенадцатиканальных систем, занимающих полосу 48 кГц, - равным уровню передачи на один канал.

1.3.14. На протяженных ВЛ 500 и 750 кВ, по которым организуются ВЧ каналы по проводящим тросам с применением двенадцатиканальной системы в спектре частот 36 - 143 кГц, допускается сокращение количества телефонных каналов этой системы с занятием освободившихся полос частот для организации каналов релейной защиты (или противоаварийной автоматики) по фазным проводам.

Необходимый разнос частот между несущими каналов для релейной защиты и ближайшим телефонным каналом двенадцатиканальной системы определяется по рис. 1-41 ÷ 1-44. Уровень мешающего сигнала на входе приемника релейной защиты определяется с учетом переходного затухания между линейными трактами согласно рекомендациям разд. 1.5.

В указанных случаях необходимо учитывать следующее:

1) не рекомендуется использование для каналов релейной защиты полос, в которых расположены контрольные частоты двенадцатиканальной системы;

2) при организации нескольких ВЧ каналов релейной защиты по фазным проводам (например, для основной и резервных защит) следует стремиться к сокращению у двенадцатиканальной системы каналов обоих направлений передачи и к использованию промежутка между полосами обоих направлений. При этом количество неиспользуемых каналов у двенадцатиканальной системы будет минимальным.

1.4. Определение минимального разноса частот между каналами

1.4.1.^* При параллельном подключении нескольких передатчиков к общей фазе (тросу) разнос частот между краями рабочих полос передатчиков должен быть не менее:

Передатчик                                                          Разнос полос частот, %.

Мощностью до 10 Вт......................................... 10 (но не менее 8 кГц)

УМ-1/12-100 с полосой 4 и 12 кГц.................. 10 (но не менее 10 кГц)

УМ-1/12-100 с полосой 48 кГц......................... 15 (но не менее 30 кГц)

1.4.2.^* Значение минимального разноса частот между полезным и мешающим сигналами для приемников аппаратуры (см. табл. 1-1 и 1-2) определяется по рис. 1-32 ÷ 1-46, где Δf соответствует разносу частот между ближайшими краями полос полезного и мешающего сигналов для однополосной аппаратуры, а также между несущей частотой и ближайшей частотой мешающего сигнала для аппаратуры систем ЧМ и релейной защиты (ТСД-70, ДСГ-68, ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70, AЗB, ВЧТО-М),

1.4.3. Уровень мешающего сигнала на входе приемника определяется по формуле

                                                                             (1-21)

где а_тр - затухание тракта на частоте мешающего передатчика от места его включения до входа приемника, подверженного влиянию, дБ;

р_{меш.макс} - то же, что в формуле (1-20).

Значение а_тр определяется приближенно по формуле

                                    (1-22)

где 7,5 дБ - затухание элементов ВЧ тракта на передающем конце и концевые затухания.

Принято:

а_з = 3,0 дБ; а_ф.л = 1,5 дБ; а_каб = 0,5 дБ; а_к = 2,5 дБ;

Σα_(ф)l - сумма затуханий линейных трактов всех ВЛ на частоте мешающего передатчика, дБ; определяется по рис. 1-1 ÷ 1-7; 1-13 ÷ 1-19 в зависимости от класса напряжения ВЛ, расположения фаз и наличия транспозиций;

3,5 дБ - среднее затухание, вносимое ответвлением;

m_отв - количество ответвлений;

10 дБ - среднее затухание, вносимое ВЧ обходом, которое принимается для оценки затухания ВЧ тракта для мешающего сигнала;

m_обх - количество обходов;

ΣА_прх - сумма всех переходных затуханий подстанций, не имеющих ВЧ обходов на частоте мешающего передатчика, дБ; определяется согласно рекомендациям разд. 1.5.

Схема ВЧ обхода подстанции учитывается формулой (1-21) как обход в случае, если ВЧ обход выполнен на фазе, одноименной с фазой мешающего передатчика; частота мешающего передатчика расположена в полосе настройки заградителей и фильтров присоединения обхода, в схеме обхода нет разделительных фильтров, запирающих частоту мешающего передатчика.

Если одно из условий, указанных выше, не выполняется, то ВЧ обход не учитывается, а затухание такой подстанции определяется А_прх из формулы (1-22).

Если уровень мешающего сигнала определяется через один участок ВЛ и более (рис. 1-48), переходное затухание промежуточных подстанций (например, п/ст.2 на рис. 1-48,а и п/ст.2 на рис. 1-48,б) рекомендуется учитывать следующим образом:

1) для подстанций, на которых расположен приемник, подверженный влиянию (например, на п/ст.1 рис. 1-48,б для мешающих сигналов Прд1 и Прд2 на Прм3), переходное затухание определяется с дальнего конца. При этом заградитель на п/ст.1 со стороны ВЛ2 учитывается в тех случаях, когда он включен в фазу, одноименную с фазой мешающего передатчика, если ВЛ2 симметричная (области частот 1 по рис. 2-5, 2-6, 2-9 ÷ 2-13), или в среднюю (верхнюю) фазу, если ВЛ2 несимметричная или транспонированная;

2) для промежуточных подстанций (например, п/ст.2 на рис. 1-48,а для мешающего сигнала Прд3 на Прм1) переходное затухание учитывается в тех случаях, когда на промежуточной подстанции имеется заградитель, включенный в фазу, одноименную с фазой мешающего передатчика, если ВЛ перед этой подстанцией (ВЛ2) симметричная, или в среднюю (верхнюю) фазу, если ВЛ несимметричная или транспонированная.

При возможности распространения мешающего сигнала по нескольким трактам расчет по формуле (1-21) производится для тракта с наименьшим затуханием.

Формулой (1-21) нужно пользоваться в случаях, когда передатчики мешающего и полезного сигналов расположены на различных подстанциях (например, Прд2 и Прд1 или Прд3 и Прд1 на рис. 1-48,а).

При расположении передатчиков на одном объекте полезный и мешающий сигналы распространяются до приемника, подверженного влиянию, по одной и той же ВЧ (см. рис. 1-48,б). Поэтому в таких случаях разность уровней полезного и мешающего сигналов Δр или уровень мешающего сигнала р_меш можно определять из выражений:

                                                                 (1-23)

где А_л.б - переходное затухание между ВЛ на ближнем конце, дБ; определяется согласно рекомендациям разд. 1.5;

р_{меш.макс} - то же, что и в формуле (1-20);

р_пер - уровень передачи полезного сигнала, дБ; определяется по табл. 1-2 и 1-3;

                                                                (1-24)

где α_(ф)l - линейное затухание на частоте мешающего передатчика до входа приемника, подверженного влиянию, дБ.

1.4.4. При расположении мешающего передатчика и приемника, подверженного влиянию, на одном объекте (например, Прд1 и Прм2 на рис. 1-48,а) значения Δр и р_меш определяются из выражений:

                                                              (1-25)

                                                                            (1-26)

Если для каналов телефонной связи и телемеханики может быть рассчитан уровень приема полезного сигнала р_пр при нормальных атмосферных условиях, значение Δp может быть определено по формуле

                                                         (1-27)

1.4.5. Возможность размещения рядом полос мешающего и полезного сигналов каналов на аппаратуре системы ОБД проверяется по рис. 1-32 ÷ 1-40, 1-45 и 1-46 для разноса частот 0,6 кГц.

1.5. Определение переходных затуханий

1.5.1. Расчетные значения переходного затухания между фазами одной ВЛ 35 - 750 кВ и между фазами разных ВЛ на двухцепных опорах принимаются согласно табл. 1-18.

1.5.2.^* Переходное затухание между фазами разных линий электропередачи, заведенных на общую подстанцию, определяется переходами ВЧ энергии через шины подстанции (электрическая связь) и электромагнитной связью между линиями электропередачи при их параллельном расположении в общем коридоре. Общее значение переходного затухания между ВЛ определяется в зависимости от значений указанных двух переходов в предположении, что фазовые соотношения между составляющими переходов случайны.

1.5.3.^* Затухание перехода подстанции с ближнего конца для ВЧ трактов со схемой присоединения фаза - земля разных ВЛ одного напряжения, обусловленное электрической связью (А_л.б) без смены обрабатываемой фазы, определяется по рис. 1-49.

Входное сопротивление подстанции с длиной сборных шин не более 30 м на одну фазу (без учета спусков к оборудованию) в диапазоне частот до 500 кГц приближенно определяется по формуле

                                                                                   (1-28)

где f - расчетная частота канала, кГц;

C_n = ΣС - сумма эквивалентных емкостей оборудования и сборных шин одной фазы на землю, пФ; определяется по данным табл. 1-19.

При отсутствии одного из заградителей значение А_л.б, определенное по рис. 1-49, уменьшается на 9,0 дБ. При расчете уровня мешающего сигнала на входе приемника канала релейной защиты и противоаварийной автоматики значение А_л.б таких подстанций принимается равным 10 дБ при наличии заградителей на частоте мешающего сигнала.

Таблица 1-18

Переходные затухания между фазами ВЛ 35 - 750 кВ

Примечания:

1. Значение А_л.д, равное 5 дБ для транспонированных ВЛ и 0 дБ для нетранспонированных ВЛ, дано в диапазоне частот, рекомендуемом для организации ВЧ связи. Вне пределов рекомендуемого диапазона А_л.д может принимать значения до 0 дБ для транспонированных ВЛ и до минус 22 дБ для нетранспонированных ВЛ.

2. Графа 1-2 - переход с крайней фазы на среднюю фазу; 1-3 - переход с одной крайней фазы на другую крайнюю; 2-1 - переход со средней фазы на крайнюю.

Если длина сборных шин подстанции превышает 30 м, значение А_л.б между одноименными фазами не рассчитывается и принимается равным 0 дБ - при отсутствии заградителей, 20 дБ - при наличии заградителя в одной ВЛ, 25 дБ - при наличии заградителей в обеих ВЛ.

Смена обрабатываемой фазы на подстанции увеличивает затухание перехода подстанции с ближнего конца на 9,0 дБ независимо от наличия заградителей.

1.5.4.^* Затухание перехода подстанции с ближнего конца для линейных трактов со схемой присоединения фаза - земля ВЛ разных классов напряжения определяются суммированием значений, указанных в п. 1.5.3, и значений, приведенных в табл. 1-20.

1.5.5.^* Затухание перехода подстанции с дальнего конца для линейных трактов со схемой присоединения фаза - земля ориентировочно определяется из выражения

                                                                                          (1-29)

со схемой присоединения фаза - фаза А_л.д ≈ A_л.б.

Таблица 1-19

Эквивалентная емкость оборудования подстанции

^* В диапазоне частот 40 - 250 кГц.

^** Числитель соответствует включенному положению, знаменатель - отключенному.

Таблица 1-20

Увеличение переходного затухания для ВЛ разных напряжений

1.5.6.^* Переходное затухание внутрифазного тракта (провод - провод расщепленной фазы) на аналогичный тракт по другой фазе этой же ВЧ принимается равным 60 дБ на ближнем конце и 50 дБ на дальнем конце.

Переходное затухание внутрифазного тракта на тракт фаза - земля другой фазы той же ВЛ принимается равным 40 дБ на ближнем конце и 30 дБ на дальнем конце. Если переходное затухание определяется на линейные тракты по схеме фаза - земля других ВЛ, то оно определяется суммированием указанных значений и значений переходных затуханий, определенных согласно пп. 1.5.3 и 1.5.4.

1.5.7.^* Переходное затухание между линейным трактом по грозозащитным тросам и трактом со схемой присоединения фаза - земля той же ВЛ принимается равным 20 дБ на ближнем конце и 5 дБ на дальнем конце.

Переходное затухание между линейным трактом по грозозащитным тросам и трактами со схемой присоединения фаза - земля других ВЛ определяется суммированием указанных значений и значений переходных затуханий, приведенных в пп. 1.5.3 и 1.5.4.

1.5.8.^* Переходное затухание между линейным трактом трос - земля на аналогичный тракт по второму тросу принимается равным 20 дБ на ближнем конце и 5 дБ на дальнем конце.

1.5.9.^* Переходное затухание на ближнем конце между линейными трактами по грозозащитным тросам в пункте промежуточного усиления на трассе ВЛ принимается равным для схем присоединения:

Схема присоединения                           Переходное затухание А_л.б, дБ

Трос - трос                                                                     52

Трос - земля                                                                   37

Два троса - земля                                                          32

1.5.10.^* Переходное затухание между линейными трактами со схемой присоединения фаза - земля разных ВЛ, обусловленное электромагнитной связью на участке сближения, на ближнем конце определяется по формуле

                                                                                 (1-30)

где А_эм.б.∞ - переходное затухание при бесконечной длине параллельного расположения, дБ; определяется по рис. 1-50;

Δ₁А - поправка, учитывающая конечную длину параллельного расположения, дБ; определяется по рис. 1-51.

При параллельном расположении двух ВЛ на длине  км значение Δ₁А принимается равным нулю, а при  км электромагнитная связь не учитывается.

В случае, когда две ВЛ имеют косое сближение (рис. 1-52), эквивалентное расстояние между ними определяется по формуле

                                                                                   (1-31)

где d_макс и d_мин - максимальное и минимальное расстояния между осями ВЛ. Расчетная длина косого сближения принимается из условия d_макс = 5d_мин.

Если на одной или обеих ВЛ используется схема присоединения фаза - фаза или сближение двух ВЛ имеет место только на трассе при удалении от подстанции на расстояние  км с любой схемой присоединения аппаратуры на этих подстанциях, значение А_эм.б ориентировочно принимается на 20 дБ больше определенного по формуле (1-30).

1.5.11.^* Суммарное переходное затухание между ВЛ на ближнем конце, обусловленное электрической связью через шины подстанции и электромагнитной связью между ВЛ, определяется по формуле

                                                                                     (1-32)

где Δ₂A - поправка, определяемая по рис. 1-53 в зависимости от значения А_л.б - А_эм.б.

1.5.12. Частотное деление различных частей электросети можно осуществлять включением ВЧ фильтра в разрез между разделяемыми ВЛ. Одна из возможных схем разделительного ВЧ фильтра проведена на рис. 1-54 [Л.6].

Разделительный ВЧ фильтр может быть включен у подстанции или в ячейке отходящей ВЛ, если между ВЛ нет сильной электромагнитной связи. При наличии электромагнитной связи разделительный ВЧ фильтр должен включаться в конце параллельного расположения линии, т.е. в месте, где ВЛ расходятся по разным трассам.

Затухание перехода подстанции с разделительным ВЧ фильтром определяется как сумма затуханий перехода подстанции, определенных согласно пп. 1.5.3 - 1.5.6, 1.5.10, 1.5.11, и разделительного фильтра.

1.5.13. Переходное затухание между линейными трактами, определенное по рекомендациям разд. 1.5, должно ограничиваться значениями 65 дБ для схем присоединения фаза - земля, трос - земля, два троса - земля и 85 дБ для схем присоединения фаза - фаза и трос - трос. Это ограничение отсутствует, если определяется переходное затухание с линейных трактов по фазным проводам и тросам на внутрифазный тракт других ВЛ.

1.6. Рекомендации по схемам подключения автоматического локационного искателя повреждений

1.6.1. Генератор импульсов автоматического локационного искателя повреждений «ЛИДА» рекомендуется подключать к выделенной фазе по схеме фаза - земля. При невозможности выделения фазы подключение генератора импульсов искателя повреждений можно осуществлять параллельно с аппаратурой ВЧ каналов любого назначения, кроме релейной защиты и противоаварийной автоматики, с ограничением напряжения генерируемых импульсов до 1 кВ (рис. 1-55).

1.6.2. Приемник искателя повреждений подключается ко всем трем фазам линии. Высокочастотные заградители и фильтры присоединения всех трех фаз, к которым подключается искатель повреждений, должны выбираться согласно рекомендациям пп. 1.6.3 ÷ 1.6.4.

На противоположном конце линии, где искатель повреждений не устанавливается, ВЧ заградители для искателя повреждений не требуются.

1.6.3. Высокочастотные заградители должны обеспечивать в полосе рабочих частот искателя повреждений активную составляющую полного сопротивления не менее 350 Ом.

Затухание фильтров присоединения в полосе рабочих частот искателя повреждений не должно превышать 2,5 дБ.

1.6.4. Разделительные фильтры между аппаратурой ВЧ каналов по фазным проводам и искателя повреждений «ЛИДА» устанавливаются в случаях, если длина ВЧ кабеля между этими аппаратами определяется выражением

                                                                                              (1-33)

где f - максимальная рабочая частота, запираемая разделительным фильтром, кГц.

Затухание, вносимое в ВЧ тракт разделительным фильтром на рабочих частотах, расположенных в полосе пропускания, не должно превышать 1 дБ.

1.6.5. В тех случаях, когда для ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики по проводящим грозозащитным тросам ВЛ необходимо занять частоты в полосе, используемой для искателя повреждений на этой же ВЛ, допускается кратковременное прерывание передачи в канале телефонной связи и телемеханики на время около 0,1 с коммутационным устройством искателя повреждений.

Глава 2.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ

2.1. Расчетные условия и последовательность проведения расчетов

2.1.1. Электрические расчеты ВЧ каналов производятся после выбора рабочих частот, поскольку выбор частот осуществляется на основе ориентировочно определенного затухания ВЧ тракта.

Электрические расчеты каналов являются проверочными, т.е. оценивающими правильность предварительно принятых проектных решений с точки зрения обеспечения качества ВЧ каналов.

2.1.2. Если расчет выявляет недопустимость какого-либо значения, принимаются меры по приведению его к норме изменением рабочих частот, изменением схемы подключения ВЧ аппаратуры к ВЛ, перераспределением каналов, заменой типа оконечной и промежуточной аппаратуры, применением усилителей мощности и т.д. После этого производится повторный расчет.

Расчет считается законченным только в том случае, когда полученные значения соответствуют нормам.

2.1.3. Электрический расчет ВЧ каналов производится в такой последовательности:

1) определяется затухание, перекрываемое данным типом ВЧ аппаратуры при работе ее на ВЛ данного напряжения и конструкции. Для каналов с промежуточными усилителям и переприемами, организуемых по ВЛ с различными уровнями распределенных помех, перекрываемое затухание определяется для каждого усилительного и переприемного участка. Расчет перекрываемого затухания производится в соответствии с разд. 1.2 на основании уточненных значений уровней распределенных помех, определяемых по данным разд. 2.2;

2) определяется затухание ВЧ тракта канала. Для каналов с промежуточными усилителями и переприемами затухание определяется для каждого усилительного и переприемного участка. Расчет затухания ВЧ тракта производится в соответствия с разд. 2.4.

Расчетное значение затухания ВЧ тракта каждого усилительного и переприемного участков канала сверяется с допустимым значением;

3) для ВЧ каналов, оборудованных промежуточными усилителями с прямым усилением и инверсией частот, строится диаграмма уровней передачи.

2.1.4. Затухание ВЧ тракта канала определяется для высшей частоты рабочей полосы канала при использовании систем с передачей в линию одной боковой полосы частот (ОБП) и для несущей частоты для систем ЧМ и каналов релейной защиты.

При организации дуплексных (двусторонних) ВЧ каналов без промежуточных усилителей и с промежуточными усилителями со сдвигом частот расчет затухания ВЧ тракта производится в одном направлении для высшей частоты канала, если нет необходимости в построении диаграммы уровней передачи или оценке неравномерности затухания ВЧ тракта, обусловленной многократными отражениями междуфазной волны.

2.1.5. В случае применения комбинированной аппаратуры для организации ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики расчет ВЧ тракта производится только для канала телефонной связи, поскольку при соответствии ВЧ тракта телефонного канала принятым нормам качественные показатели каналов телемеханики также будут им соответствовать.

2.1.6. При организации каналов телефонной связи и телемеханики на многоканальной аппаратуре расчет производится для одного канала. Если при этом каналы имеют различную протяженность (например, в случае переприема некоторых из них на аппаратуру другого ВЧ канала), расчет ВЧ тракта усилительного участка производится для канала, имеющего наибольшее количество усилительных участков.

2.1.7. Основные исходные материалы для электрических расчетов ВЧ трактов каналов перечислены в разд. 1.1.

2.1.8. Параметры аппаратуры ВЧ каналов, необходимые для электрических расчетов, приведены в табл. 1-2, 1-3, 1-7 ÷ 1-14.

При выполнении электрических расчетов ВЧ каналов необходимо соблюдать следующее: длина ВЛ и ВЧ кабелей определяется с точностью до 5 %, значение затуханий междуфазной волны, ВЧ кабелей, разделительных фильтров, фильтров присоединения определяется с точностью до 0,5 дБ.

При определении затухания, перекрываемого аппаратурой, и минимального уровня приема в канале все значения, входящие в расчет, и конечный результат определяются с точностью до 0,5 дБ.

2.2. Определение высокочастотных помех от короны на фазных проводах ВЛ

2.2.1. Средний уровень распределенных помех в полосе 1 кГц на фазных проводах BЛ 35 - 500 кВ в районах с малой загрязненностью атмосферы определяется для номинального напряжения на средней фазе по формуле:

                                                                             (2-1)

где  или принимается по данным проекта ВЛ для номинального напряжения.

 или определяется по данным табл. 2-1;

δ = 1 - 0,0875Н - относительная плотность воздуха. При высоте трассы ВЛ над уровнем моря до 1 км значение δ принимается равным единице;

Н - высота трассы ВЛ над уровнем моря, км;

а - расстояние между проводами расщепленной фазы, см;

r_пр - радиус провода, см (приведен в табл. 2-1);

m - количество проводов в расщепленной фазе;

C - рабочая емкость фазы ВЛ, пФ/м;

U_л - линейное напряжение ВЛ (номинальное), кВ;

k - коэффициент, равный 0; 2 и 3,5 соответственно для одного, двух и трех проводов в расщепленной фазе.

Рабочая емкость средней фазы принимается согласно проекту BЛ. Для ВЛ с горизонтально расположенными фазами при расстоянии между ними S₁₂ см рабочую емкость можно определить по формуле

На рис. 2-1 приведена рассчитанная по (2-1) зависимость

2.2.2. Для районов с повышенной загрязненностью атмосферы уровень помех, определенный до (2-1), рекомендуется увеличивать на 9 дБ для ВЛ с одиночными проводами в фазе и на 5 дБ для ВЛ с расщепленными фазами.

2.2.3. Уровень распределенных помех в любой полосе Δf кГц, отличной от 1 кГц, определяется по формуле

                                                                                                      (2-2)

Таблица 2-1

Параметры линейных проводов

На частотах выше 100 кГц уровень помех может быть уменьшен на

                                                                            (2-3)

2.2.4. Если ВЧ тракт организован с обходом на ВЛ разных классов напряжения, то уровень помех на выходе тракта со стороны ВЛ более низкого напряжения определяется по формуле

                                                                              (2-4)

где

                                                              (2-5)

р_пом.нн - уровень помех на ВЛ низшего напряжения;

р_пом.вн - то же высшего напряжения;

а_тр - затухание участка ВЧ тракта между точкой определения помех и ВЛ высшего напряжения, дБ.

Построенная по (2-5) зависимость Δр_пом = φ(р_пом.вн - р_пом.нн - а_тр) приведена на рис. 2-2.

2.2.5.^* Суммирование помех в каналах с промежуточными усилителями и переприемами учитывается поправкой Δр_пром по формуле (1-5). Расчет значения Δр_пром выполняется без учета усилительных и переприемных участков, для которых разность уровней сигнала и распределенной помехи на входе приемника р_к.с/п соответствует выражению

где p_мин.с/п - минимальная разность уровней сигнала и распределенной помехи усилительного или переприемного участка канала, с который сравниваются значения р_к.с/п других участков, дБ.

Поправкой Δр_пром не учитываются переприемы на каналы воздушных, кабельных и радиорелейных линий связи.

2.3.^* Расчет затухания элементов высокочастотного тракта канала

Линия электропередачи

2.3.1. Затухание линейного тракта определяется в зависимости от напряжения ВЛ, расположения фаз, наличия транспозиций и схемы присоединения ВЧ аппаратуры к ВЛ.

Формулы для расчета затухания линейного тракта а_л приведены в табл. 2-2.

В формулах (2-6), (2-8), (2-10), (2-11) табл. 2-2 членом Δа₍₀₎ учитывается влияние земляной волны на ВЛ короче 20 км.

Схему присоединения аппаратуры ВЧ каналов крайняя фаза - земля на одном конце и средняя фаза - земля на втором конце нетранспонированных ВЛ [табл. 2-2, формула (2-14)] рекомендуется применять в тех случаях, когда невозможно использовать схему присоединения к одному проводу на обоиx концах. Для такой схемы аппаратура обработки в крайней и средней фазах на обоих концах ВЛ должна быть настроена на частоты рассчитываемого канала.

2.3.2. Если на транспонированных ВЛ по схеме рис. 2-4,б кроме транспозиций выполняются скрутки вблизи подстанции для фазировки проводов ВЛ на расстоянии l ≤ 900/f км (где f - в килогерцах), то их влияние на затухание а_л не учитывается.

Расчет затухания линейного тракта по ВЛ 330 - 500 кВ, имеющим схему транспозиции с количеством транспозиционных опор более двух, а также по ВЛ 750 кВ рекомендуется выполнять на ЭВМ.

Таблица 2-2

Формулы для расчета затухания линейного тракта

^* Границы областей частот 2 и 3 нетранспонированных ВЛ и границы частотного диапазона 1, 2 и 3 транспонированных ВЛ, в которых допустима работа ВЧ каналов, определены для удельного сопротивления земли на высоких частотах ρ_з = 200 Ом ∙ м. Если значение ρ_з < 200 Ом ∙ м, то частотный диапазон может быть расширен и определен по формулам (3-4), (3-5), (3-14), (3-15), в которых значения Δ₍₂₎ определяются по [Л. 4] для ВЛ 110 и 220 кВ и по рис. 2-21, 2-22 для ВЛ 330 в 500 кВ.

Заградители, шунтирующие сопротивления, фильтры присоединения, ВЧ кабели, разделительные фильтры

2.3.3. Затухание, вносимое заградителем, включенным на конце линейного тракта, определяется по формулам:

- для схемы присоединения фаза - земля

                                                                  (2-20)

- для схемы присоединения фаза - фаза

                                                                (2-21)

где Z_ф.л - характеристическое сопротивление однофазного фильтра присоединения со стороны линии, Ом; определяется по табл. 1-10 ÷ 1-14;

Z_з - запирающее сопротивление заградителя, Ом; определяется по табл. 1-7 ÷ 1-9;

Z_л - входное сопротивление линейного тракта для принятой схемы присоединения, Ом; принимается равным:

Затухание, вносимое заградителем без элемента настройки, используемого для внутрифазного тракта (по проводам расщепленной фазы), определяется по формуле

                                                                (2-22)

где Z_л - входное сопротивление внутрифазного тракта; принимается равным 420 Ом при расстоянии между проводами расщепленной фазы 40 см и 470 Ом при расстоянии между проводами 60 см;

Z_ф.л - характеристическое сопротивление фильтра присоединения со стороны линии, ВЧ;

X_з = 6,28fL - реактивное сопротивление заградителей, включенных между проводами, Ом;

L - индуктивность заградителя, Г.

Таблица 2-3

Расчетные значения коэффициентов D и D₁ для нетранспонированных ВЛ

Таблица 2-4

Расчетные значения разности фазовых скоростей второго и первого волновых каналов Δ₍₂₎

Подставив в формулу (2-22) вместо Х_з выражение входного сопротивления заградительной петли, используемой для внутрифазных трактов, можно определить вносимое ею затухание

                                                       (2-22а)

где f - расчетная частота канала, кГц;

 - резонансная частота заградительной петли, кГц;

f_н, f_в - нижняя и верхняя границы полосы заграждения петли, кГц.

Примечания:

1. Полоса заграждения петли Δf_п1 находится в пределах, в которых вносимое ею затухание в ВЧ тракт а_з ≤ 3 дБ. Практически можно использовать две полосы заграждения петли:

Δf_п1 = (0,3 - 1,7)f₀ и Δf_п2 = (2,3 - 3,7)f₀ кГц.

2. Длина заградительной петли

l_п = 75/f₀ км.

Зависимости а_з от Z_ф.л, рассчитанные по формулам (2-20) и (2-22а), приведены на рис. 2-23 и 2-24.

2.3.4. Затухание, вносимое параллельно включенным сопротивлением (шунтом), Z_ш, определяется по паспортным данным (например, ВЧ аппаратура других каналов) или по формуле:

                                                                     (2-23)

где Z_н - сопротивление нагрузки, параллельно которой включается шунтирующее сопротивление, Ом;

Z_г - внутреннее сопротивление эквивалентного генератора, к которому подключено сопротивление нагрузки, Ом.

Затухание, вносимое ВЧ аппаратурой других каналов, согласно паспортным данным, не превышает 1,0 дБ при допустимом разносе частот (см. 1.3).

Затухание, вносимое ВЧ кабелями параллельных ВЧ трактов каналов, организованных по радиально-лучевой схеме, определяется по формуле

                                                                                          (2-24)

где m - количество лучей (направлений).

При реактивном сопротивлении шунта и согласованных значениях сопротивлений нагрузки и эквивалентного генератора формула (2-23) примет вид

                                                                               (2-25)

где Х_ш = ωL или  Ом.

На рис. 2-25 приведена зависимость затухания, вносимого короткой кабельной вставкой в ВЛ 35 кВ, от частоты и длины вставки, рассчитанная по формуле (2-25) в предположении, что емкость жилы кабеля на землю составляет 0,035 мкФ/км.

Схемы присоединения ВЧ аппаратуры к фазным проводам ВЛ приведены на рис. 2-26.

Для ВЧ трактов по грозозащитным тросам, заземляемым через ВЧ дроссель (рис. 2-27), затухание, вносимое ВЧ дросселем, можно определять по формуле (2-22), в которой вместо Х_з подставляется Х_ш. Входное сопротивление Z_л принимается равным 500 Ом для схем присоединения (по рис. 2-27,а,б,г,д) и 250 Ом для схемы присоединения по рис. 2-27,в.

Для ВЧ дросселя из модернизированной силовой катушки заградителя ВЗ-1000-0,6 значения а_ш, рассчитанные по (2-22), приведены в табл. 2-5.

Шунтирующим сопротивлением является аппаратура уплотнения на промежуточной подстанции, включенная параллельно ВЧ обходу. Затухание, вносимое этой аппаратурой в тракт сквозного канала, определяется по формуле (2-23). Если параллельно ВЧ обходу подключена аппаратура других каналов, то затухание, вносимое этой аппаратурой, не превышает 1,0 дБ.

Таблица 2-5

Параметры ВЧ дросселя из реактора-заградителя ВЗ-1000-0,6 и расчетные значения затухания, вносимого им в линейный тракт по грозозащитным тросам

Аппаратура уплотнения, настроенная на частоты рассчитываемого канала, вносит в тракт сквозного канала затухание 3,5 дБ. При необходимости это затухание может быть уменьшено включением Г-образного удлинителя, как показано на рис. 2-28. Сопротивления резисторов рекомендуется принимать равными R₁ = R₂ = 200 Ом. При этом аппаратура уплотнения вносит в сквозной ВЧ тракт затухание 1,5 дБ, а расчетное затухание участка между оконечной аппаратурой и параллельно подключенной на обходе вычисляется с учетом затухания 9 дБ, вносимого Г-образным удлинителем. Нерекомендуемая схема включения аппаратуры на обходе приведена на рис. 2-29.

2.3.5. Затухание фильтра присоединения определяется по паспортным данным, приведенным в табл. 1-10 ÷ 1-14. При использовании двух однофазных фильтров присоединения для схемы присоединения фаза - фаза затухание обоих фильтров принимается равным затуханию одного фильтра присоединения.

Если значение затухания фильтра присоединения неизвестно, его можно определить по формуле

                                                                    (2-26)

2.3.6. Затухание устройства присоединения с антенной связью при использовании участка грозозащитного троса ВЛ длиной, равной четверти длины волны (рис. 2-30,а), принимается ориентировочно 20 дБ.

Более точно затухание антенной связи может быть рассчитано по [Л.7].

2.3.7. Затухание ВЧ кабеля определяется по формуле

                                                                                             (2-27)

где α_каб - километрическое затухание ВЧ кабеля на расчетной частоте, дБ/км; определяется по рис. 2-31;

l - длина ВЧ канала, км.

Для схем присоединения фаза - фаза, трос - трос, два троса - земля, провод - провод расцепленной фазы с применением двух однофазных фильтров присоединения и двух коаксиальных ВЧ кабелей затухания ВЧ кабеля определяется по формуле (2-27), в которую подставляется длина одного кабеля, т.е. длина трассы кабеля.

2.3.3. Затухание разделительного фильтра в полосе пропускания определяется по паспортным данным. Стандартный разделительный фильтр РФ вносит затухание не более 1,0 дБ для частот, располагаемых не ближе 10 % от частоты настройки (запирания) фильтра.

Применение разделительных фильтров обязательно в тех случаях, когда параллельно с аппаратурой ВЧ канала релейной защиты или противоаварийной автоматики подключается аппаратура каналов телефонной связи и телемеханики. Разделительный фильтр включается в разрез ВЧ кабеля, отходящего к аппаратуре телефонной связи вблизи ВЧ аппаратуры релейной защиты (рис. 2-32).

Затухание, вносимое разделительным фильтром в ВЧ тракт канала релейной защиты, рассчитывается в предположении, что входные цепи аппаратура телефонной связи закорочены.

В таком режиме затухание, вносимое разделительным фильтром РФ в ВЧ тракт канала релейной защиты, будет не более 1,0 дБ.

Для разделительного фильтра другого типа вносимое им затухание в ВЧ тракт канала релейной защиты из-за шунтирующего действия разделительного фильтра можно определять по формуле

                                                                                                        (2-28)

где Z_вх.пп - входное сопротивление приемопередатчика релейной защиты или противоаварийной автоматики. Ом;

Z_р.ф - сопротивление разделительного фильтра на частоте канала релейной защиты (противоаварийной автоматики), Ом.

Рекомендуется применять разделительные фильтры, у которых значение а_р.ф более 1,0 дБ.

Разделительные фильтры рекомендуется применять также в тех случаях, когда параллельно включается аппаратура ВЧ каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики (см. рис. 2-32). Затухание, вносимое разделительным фильтром РФ, включенным в разрез ВЧ кабеля рассчитываемого канала, будет не более 1,0 дБ. При такой схеме включения разделительных фильтров затухание, вносимое в рассчитываемый канал релейной защиты или противоаварийной автоматики параллельно включенной аппаратурой других каналов, можно определить по формуле (2-23) с учетом сопротивления разделительных фильтров.

Ответвления

2.3.9. В расчетах затухания ВЧ трактов принимается максимальное значение затухания, вносимого ответвлением, которое может иметь место для принятых схем присоединения ВЧ аппаратуры к ВЛ и электрических параметров заградителей и фильтров присоединения.

2.3.10.^* Ответвление, используемое для организация связи, вносит в сквозной тракт затухание а_{отв.макс} определяемое по рис. 2-33 и 2-34. Для ВЧ каналов, работа которых должна обеспечиваться при включенной и отключенной от подстанции ВЛ, рекомендуется применять фильтры присоединения на конце ответвления с характеристическим сопротивлением, близким к значению Z_л (cм. п. 2.3.3). При этом обеспечиваются меньшие значения вносимого ответвлением затухания и частотной неравномерности затухания ВЧ тракта (см. пп. 2.4.4 и 2.4.5).

2.3.11.^* Затухание, вносимое в ВЧ тракт коротким ответвлением, не используемым для связи, обработанным вначале заградителями, определяется по графику на рис. 2-36. Высокочастотные заградители должны включаться не далее чем на расстоянии  км от точки разветвления ВЧ. Если соблюдение этого условия затруднительно, то допускается включение заградителя на подстанции в конце ответвления с установкой в рабочей фазе конденсатора связи с фильтром присоединения. Кабельная обмотка фильтра присоединения должна быть нагружена на резистор сопротивлением 75 - 100 Ом.

Затухание, вносимое ответвлением, в таких случаях определяется по рис. 2-34 и 2-35 с учетом рекомендаций п. 2.3.10. Принятие такого решения должно быть обосновано в проекте.

Если входное сопротивление подстанции на конце короткого ответвления чисто емкостное и ответвление не используется для организации связи, то оно может не обрабатываться заградителем для частот, определяемых по графику рис. 2-36.

Емкостной характер входного сопротивления имеет подстанция 35 - 220 кВ с упрощенной схемой цепей высшего напряжения (по схеме блок - линия - трансформатор), имеющих длину сборных шин не более 30 м без учета спусков к оборудованию.

Если работа ВЧ канала не должна нарушаться при заземлении ВЛ в конце ответвления, то допустимый диапазон частот ограничивается кривыми С_п = ∞ (ВЧ заземлена) и С_п/l_отв.

Емкость оборудования подстанции по отношению к земле определяется как сумма эквивалентных емкостей оборудования и сборных шин одной фазы на землю по данным табл. 1-19.

Для ВЧ каналов, работа которых необязательна при заземления ВЧ на подстанции, диапазон частот ограничивается кривой С_п/l_отв.

При определении по рис. 2-36 полосы частот, в которой возможна работа ВЧ каналов релейной защиты, значение а_отв может быть принято исходя из допустимого значения затухания ВЧ тракта с учетом возможного увеличения этого затухания, определяемого по формуле (2-36).

Для каналов телефонной связи и телемеханики определение рабочей полосы частот по рис. 2-36 рекомендуется выполнять исходя из допустимого значения неравномерности затухания ВЧ тракта в полосе канала, которое зависит от коэффициента отраженья К_отв. Paсчетное значение неравномерности затухания ВЧ тракта не должно превышать значений, приведенных в п. 2.4.5.

Рекомендации по организации высокочастотных обходов

2.3.12. Расчетное значение затухания, вносимого ВЧ обходом промежуточной подстанции, определяется по формуле

                                                        (2-29)

2.3.13. Применение ВЧ заградителей в схеме обхода с номинальным запирающим сопротивлением менее 500 Ом не рекомендуется.

2.3.14. Если ВЧ обход осуществляется для ВЧ трактов по ВЛ одного напряжения на подстанции с входным сопротивлением Z_n ≥ 50 Ом (как правило, это подстанции 35 - 220 кВ, имеющие только две ВЛ одного напряжения), может иметь место повышенное затухание обхода в полосах, указанных в табл. 1-16, если рабочая фаза на подстанции обхода не меняется и обход выполняется по схеме фаза - земля. Если рабочая частота канала располагается в полосе повышенного затухания при любой схеме соединения: обоих фильтров присоединения (см. табл. 1-16), то рекомендуется в схеме ВЧ обхода выполнять смену рабочего провода.

При схеме присоединения фаза - фаза полоса частот повышенного затухания отсутствует.

2.3.15. При параллельном подключении аппаратуры нескольких каналов, имеющих различное количество ВЧ обходов подстанций, рекомендуется включать в ВЧ обход разделительный фильтр, пропускающий частоты транзитных каналов и запирающий частоты каналов, оканчивавшихся на обходе. При такой схеме обеспечиваются лучшие характеристики ВЧ тракта ближних каналов, а также снижаются уровни мешающих частот в энергосистеме.

2.3.16. Высокочастотный обход подстанций с упрощенной схемой цепей высшего напряжения (по схеме блока BЛ - трансформатор) можно осуществлять по упрощенной схеме, приведенной на рис. 2-37, если диапазон частот не превышает 400 кГц. В этой схеме заградитель включается последовательно с заземляющим ножом разъединителя.

Затухание элементов схемы упрощенного обхода а_{обх.упр} при включенных ВЛ можно определять по рис. 2-38. При отключённых и заземленных ВЛ затухание ВЧ обхода определяется по формуле (2-29).

Для ВЧ обходов по упрощенной схеме полоса повышенного затухания отсутствует.

2.3.17.^* Затухание ВЧ обхода разомкнутого линейного разъединителя на трассе ВЛ по схемам рис. 2-39 определяется по формуле (2-29). Затухание Т-образното фильтра верхних частот при организации ВЧ обхода по схеме рис. 2-39,б определяется по формуле (2-26).

При согласованных входных сопротивлениях ВЛ и фильтров присоединения (или фильтра верхних частот) и сопротивлении заградителя, равном 500 Ом, затухание ВЧ обхода составит 8,5 дБ для схемы рис. 2-29,а и 6,5 дБ для схемы рис. 2-39,б.

Если линейный разъединитель включает и соединяет оба участка ВЛ (ВЛ1 и ВЛ2 на рис. 2-39), то устройства присоединения схемы ВЧ обхода окажутся подключенными электрически почти к одной точке и будут являться шунтирующим сопротивлением для линейного тракта. Затухание, обусловленное этим шунтирующим сопротивлением, определяется следующим образом:

1) при расположении линейного разъединителя на расстоянии  от ближайшей подстанции - по формуле

                                                                                  (2-30)

где Z_ш - шунтирующее сопротивление элементов ВЧ обхода, Ом.

Для схемы ВЧ обхода (см. рис. 2-39,а) формула (2-30) примет вид

                                                                                  (2-31)

а для схемы по рис. 2-39,б

                                                       (2-32)

где r - активная составляющая полного сопротивления последовательного контура на расчетной частоте, Ом;

x - реактивная составляющая полного сопротивления того же контура на расчетной частоте, Ом;

R_л - входное сопротивление ВЛ для схема присоединения фаза - земля, которое в расчетах принимается активным;

2) при расположении линейного разъединителя на расстоянии  от ближайшей подстанций - по формуле

                                                               (2-33)

2.3.18.^* Осуществление ВЧ обхода на трассе ВЛ в начале параллельного сближения ВЛ не рекомендуется.

2.4. Расчет высокочастотных каналов

2.4.1. Расчетное затухание ВЧ тракта канала определяется арифметическим суммированием затуханий элементов ВЧ тракта:

                            (2-34)

Затухание элементов ВЧ тракта определяется согласно рекомендациям разд. 2.2 и 2.3 и данным табл. 1-6. На расчетной частоте канала должно соблюдаться условие

                                                                                      (2-35)

Значение перекрываемого ВЧ аппаратурой затухания А_пер определяется согласно п. 1.2.2 с учетом уровня помех, определенного согласно разд. 2.2.

Значение запаса по перекрываемому затуханию в канале на расчетной частоте А_зап определяется согласно п. 1.2.5.

2.4.2. Для ВЧ каналов с линейными трактами затуханием менее 10 дБ со схемой присоединения фаза - земля следует стремиться к использованию фильтров присоединения с характеристическим сопротивлением Z_ф.л, близким к входному сопротивлению ВЛ Z_л. При этом может быть обеспечено приемлемое значение неравномерности затухания ВЧ тракта, обусловленное многократными отражениями междуфазной волны от концов ВЛ.

2.4.3. При расчете ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики, а также каналов другого назначения, для которых значение минимального уровня приема определено по формулам (1-4) и (1-5) исходя из уровня распределенной помехи на ВЛ, на приемном конце учитывается только затухание, вносимое заградителем. Для ВЧ каналов релейной защиты на аппаратуре ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70, АЗВ, ВЧТО-М, а также для каналов другого назначения, для которых минимальный уровень приема определяется чувствительностью приемника, на приемном конце учитывается затухание всех элементов ВЧ тракта.

2.4.4. При расчете ВЧ каналов со сложными трактами с ответвлениями и обходами необходимо учитывать возможность увеличения затухания ВЧ тракта из-за многократного отражения междуфазной волны от точек неоднородности (концов ВЛ, места включения ответвления).

Это увеличение затухания линейного тракта определяется в такой последовательности:

1) по номограмме на рис. 2-40 определяется значение неравномерности затухания линейного тракта Δа_тр.1i на каждом однородном участке. Для линейных трактов на ВЛ без ответвлений значение Δа_тр.1i определяется в зависимости от значения Z_ф.л на конце ВЛ и затухания междуфазной волны.

Для линейных трактов на ВЛ с одним ответвлением значение Δа_тр.1i определяется для каждого участка. На одной из шкал номограммы откладывается значение коэффициента отражения от места включения ответвления, который определяется по рис. 2-33 - 2-36, на другой - значение коэффициента отражения от конца ВЛ, определяемое по рис. 2-41, в зависимости от Z_ф.л.

Если линейный тракт содержит несколько ответвлений, значения Δа_тр.1i участка между смежными ответвлениями определяется в зависимости от коэффициентов отражения от каждого ответвления и затухания междуфазной волны между этими ответвлениями;

2) из определенных величин Δа_тр.1i выбираются две с максимальным значением Δа_тр.1i и Δа_тр.1к.

Расчетное значение возможного увеличения затухания линейного тракта принимается равным

                                                                       (2-36)

2.4.5. Для ВЧ каналов телефонной связи и телемеханики на комбинированной аппаратуре серии ВЧА, АСК и КМК со сложными линейными трактами с ответвлениями и обходами рекомендуется выполнять оценку неравномерности затухания ВЧ тракта в полосе канала, обусловленную многократными отражениями междуфазной волны от точек неоднородности.

В расчетах принято определять максимальное возможное значение наравномерностей затухания ВЧ тракта в полосе 3 кГц (Δа_тр.1Δf), которое может иметь место при замыкании фаз BЛ на землю или при их отключении без заземления.

Значение Δа_тр.1Δf определяется в такой последовательности:

1) согласно рекомендациям п. 2.4.4, определяется неравномерность затухания ВЧ тракта:

                                          (2-37)

Если длина каждого участка более 25 км, то Δа_тр.1Δf = Δа_тр.1

2) если длина ВЧ менее 25 км, то по номограмме на рис. 2-42 определяется значение Δа_тр.1Δf в зависимости от значения Δа_тр.1, определенного по формуле (2-37), и длины ВЛ, которая определяется из выражения

где l_i, l_к - длина участков ВЛ, для которых определялось значение Δа_тр.1i и Δа_тр.1к.

Если длина одного из участков ВЛ менее 0,6 длины второго участка, то неравномерность Δа_тр.1 этого участка не учитывается;

3) определяется неравномерность затухания линейного тракта, обусловленная неравномерностью частотной характеристики затухания ответвления:

                                                                       (2-38)

где а_{отв.макс} - максимальное значение затухания, вносимого ответвлением, дБ; определяется по рис. 2-34 - 2-37;

а_{отв.мин} - минимальное значение затухания, вносимого ответвлением, дБ; определяется по рис. 2-34 ÷ 2-35 для ответвлений, используемых для связи, и принимается равным нулю для ответвлений, не используемых для связи, обработанных заградителями;

4) по номограмме (см. рис. 2-42) определяется значение Δа_тр.2Δf в зависимости от Δа_тр.2 и длины ответвления l_отв;

5) неравномерность затухания ВЧ тракта в полосе канала (3 кГц) с ответвлениями и обходами оценивается по формуле

                                                             (2-39)

Рекомендуется, чтобы неравномерность затухания ВЧ тракта в полосе 3 кГц Δа_трΔf не превышала значений (дБ):

Высокочастотный тракт канала телемеханики, телефонной связи и телемеханики на комбинированной аппаратуре, телефонной связи на двух- и трехканальной аппаратуре с промежуточными усилителями и переприемами    5,0

Высокочастотный тракт канала телефонной связи без промежуточных усилителей   9,0

2.4.6. Расчет ВЧ тракта канала с антенной связью на одном конце производится для направления передачи от антенного устройства присоединения. Если между антенным устройством присоединения и подстанцией ВЛ не имеет транспозиций, ВЧ аппаратуру на подстанции рекомендуется подключать к крайней фазе ВЛ с горизонтальным расположением фаз и к верхней фазе ВЛ с треугольным и вертикальным расположением фаз. При наличии одной транспозиции между антенным устройством присоединения и подстанцией ВЧ аппаратуру на подстанции рекомендуется подключать к средней фазе.

Глава 3.
ПОЯСНЕНИЯ К ГЛАВАМ 1 И 2

К п. 1.2.1

1) Графики километрического затухания симметричных линий, приведенные на рис. 1-1, 1-8 - 1-12, рассчитаны по формуле [Л.4]

                                                          (3-1)

Значения коэффициентов К_1(ф) и К_2(ф) приведены в табл. 3-1 и 3-2.

Диапазон изменения отношения  для унифицированных опор (где  - среднее расстояние между проводами условной симметричной двухпроводной ВЛ;  - расчетная высота подвеса провода), для которых получены значения коэффициента К_2(ф), приведен в табл. 3-2.

2) Графики километрического затухания средней и верхней фаз нетранспонированных ВЛ с горизонтальным, треугольным и вертикальным расположением фаз (первого волнового канала), приведенные на рис. 1-2 - 1-7, 1-14, а также второго волнового канала, приведенные на рис. 2-16 - 2-18, рассчитаны по формуле [Л.4]

                                                   (3-2)

где f - в килогерцах.

Значения коэффициентов К₁₍₁₎, К₂₍₁₎, К₁₍₂₎, К₂₍₂₎, К₃ и К₄ приведены в табл. 3-3 - 3-5.

Пределы изменений проекции расстояния между фазами к расчетной высоте подвески фаз для унифицированных опор трехпроводных и шестипроводных ВЛ, для которых получены значения коэффициентов К₂₍₁₎ и К₂₍₂₎, приведены в табл. 3-6, 3-7.

3) Графики километрического затухания линейного тракта по транспонированной ВЛ, приведенные на рис. 1-15 - 1-19, заимствованы из [Л.4]. Частотное ограничение для заданной длины ВЛ рассчитано по рекомендациям [Л.4] по формулам:

- для схем присоединения фаза - земля и фаза - фаза к фазам А и В (рис. 2-4,б).

                                                                                          (3-3)

- для схемы присоединения фаза С - земля

                                                                                          (3-4)

где Δ₍₂₎ - по табл. 2-4 и рис. 2-21, 2-22;

l - длина BЛ, км.

Значения Δ₍₂₎ приняты для ρ_з = 200 Ом ∙ м, т.е. для наихудшего из наиболее часто встречающихся значений ρ_з.

Если значение ρ_з известно и менее 200 Ом ∙ м, то частотный диапазон, в котором допустима работа ВЧ каналов, может быть расширен. Граница этого частотного диапазона может быть определена по формулам (3-3) и (3-4), в которых значения Δ₍₂₎ определяются по [Л.4] для ВЛ 110 и 220 кВ и по рис. 2-21, 2-22 для ВЛ 330 и 500 кВ.

4) График километрического затухания внутрифазного тракта (провод - провод расщепленной фазы), приведенный на рис. 1-20, заимствован из информационного материала института «Энергосетьпроект».

5) График километрического затухания линейного тракта по биметаллическим грозозащитным тросам ВЛ 500 и 750 кВ, приведенный на рис. 1-21, построен по данным экспериментальных исследований ВНИИЭ на ВЛ 750 кВ, расположенных на территориях центральной части РСФСР и УССР.

Таблица 3-1

Расчетные значения коэффициента К_1(ф) симметричных ВЛ

Таблица 3-2

Расчетные значения коэффициента К_2(ф) симметричных BЛ

Таблица 3-3

Расчетные значения коэффициентов К₁₍₁₎ и К₁₍₂₎

Таблица 3-4

Расчетные значения коэффициентов К₃ и К₄

Таблица 3-5

Расчетные значения коэффициентов К₂₍₁₎, К₂₍₂₎ и разности фазовых скоростей второго и первого волновых каналов несимметричных ВЛ

Таблица 3-6

Пределы изменений проекции расстояния между фазами к расчетной высоте подвески фаз трехпроводных несимметричных ВЛ

Таблица 3-7

Пределы изменений проекции расстояния между фазами к расчетной высоте подвески фаз шестипроводных ВЛ

К п. 1.2.2

I. Уровни передачи сигнала р_пер, приведенные в табл. 1-1 и 1-2:

1) для передатчиков каналов релейной защиты типа ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70, АЗВ и ВЧТО-М - соответствуют максимальному уровню передатчика, указанному в технической документации на аппаратуру;

2) для передатчиков однополосных систем каналов телефонной связи и телемеханики (комбинированная аппаратура) - соответствует технической документации на аппаратуру.

Для тех сочетаний каналов телефонной связи и телемеханики, которые не приведены в технической документация на аппаратуру (например, при передаче информации со скоростями 100 и 200 Бод), уровни передачи телефонного канала рассчитывались в предположении, что напряжения сигналов всех каналов в групповом усилителе складываются арифметически. Напряжение каждого сигнала выбиралось исходя из условий, при которых влияние телефонных каналов на каналы телемеханики будет не более допустимого значения, приведенного в нормах на каналы телемеханики. Уровень передачи каждого канала определялся по формуле

                                                                                 (3-6)

где

         (3-7)

n - количество каналов соответствующего назначения по табл. 3-8. Индекс соответствует порядковому номеру канала (см. табл. 3-8);

m - коэффициент по табл. 3-8;

U_макс - максимальное напряжение передатчика, В.

Максимальное напряжение передатчика для расчета по формуле (3-6) можно принимать равным:

р_макс дБ (Вт)                                50 (100)               40 (10)                 39 (8)

U_макс В                                        100                      31,6                      28,3

Для других значений мощностей передатчика

 В (3-8), где Р - максимальная мощность передатчика, Вт.

Таблица 3-8

Значения коэффициента m для расчета уровня передачи

Для двенадцатиканальной системы количество одновременно работающих каналов телефонной связи принято равным 5.

Рассчитанные по формуле (3-6) уровни передачи округлялись до 0,5 дБ.

Согласно технической документации, а также расчетам по формулам (3-6) и (3-7), каналы телефонной связи имеют наименьшее перекрываемое затухание, поэтому расчет ВЧ каналов на этой аппаратуре осуществляется для телефонного канала;

3) для передатчиков системы ЧМ каналов телефонной связи и телесигнализации типа ТСД-70 и ДСГ-68 - соответствуют максимальному уровню передатчика, указанному в технической документации на аппаратуру.

II. Минимальная разность уровней сигнала и распределенной помехи на входе приемника ВЧ канала принята исходя из следующих соображений:

1) для телефонных каналов по ВЛ считается достаточной разность уровней сигнала и распределенной помехи р_с/п = 26 дБ на выходе канала. Приемники аппаратуры систем АМ ОБП не изменяют разности р_с/п, поэтому на ВЧ входе приемника принято то же значение. Собственные шумы приемника значительно ниже уровня помех на ВЛ и поэтому в расчетах не учитываются;

2) приемники систем ЧМ с индексом модуляции около 1 дают выигрыш в помехозащищенности около 4 дБ [Л.5], поэтому на ВЧ входе приемника телефонного канала принято значение р_с/п = 26 - 4 = 22 дБ;

3) исследования, проведенные ВНИИЭ, показали, что в ВЧ каналах телемеханики по ВЛ с системой передачи ЧМ-ОБП при р_с/п = 18 дБ при скорости передача 50 Бод и р_с/п = 22 дБ при скорости передачи 100, 200 и 300 Бод обеспечивается приемлемое качество передачи информации с вероятностью появления ошибки в элементарной посылке 4 ∙ 10^-4;

4) согласно технической документации на аппаратуру ВЧТО-М, гарантируется нормальная работа выходного устройства приемника при минимальной разности уровней сигнала и гладкой помехи на входе приемника р_с/п = 4 дБ. Это же значение р_с/п принято для аппаратуры сигнализации гололедообразования ДСГ-68 в формуле (1-4).

Если уровень помех в полосе фильтров широкополосной части приемника, расположенных до ограничителя максимальных амплитуд (в точке подключения устройства присоединения к линии), ниже уровня порога ограничения (чувствительности) приемника на 1 дБ и более, то значение р_с/п ≥ 4 дБ обеспечивается на входе приемника вследствие затухания помехи в фильтре присоединения, ВЧ кабеле и шунтирующих сопротивлениях.

III. Уровень ВЧ помех от короны на проводах ВЛ не является постоянной величиной, а изменяется во времени в зависимости от условий погоды и состояния поверхности проводов. Поэтому в расчетах принимается средний уровень помех, вероятность появления которого соответствует 50 %. В табл. 1-5 приведены средние уровни помех, рассчитанные по формуле (2-1), для ВЛ, расположенных на высоте до 1000 м над уровнем моря, с горизонтальным расположением фаз, с усредненными размерами опор и наиболее часто применяемыми проводами (см. п. 2.2.1).

Уровни ВЧ помех на кабельных линиях, приведенные в табл. 1-3, взяты из [Л.2].

IV. Минимальный уровень приема ВЧ каналов релейной защиты на аппаратуре ПВЗК, ПВЗД, УПЗ-70 и АЗВ определен согласно [Л.16].

К п. 1.2.3

Затухание элементов ВЧ тракта на приемном конце а_ф.п, а_каб, а_ш, а_р.ф одинаково для полезного сигнала и для помехи и не изменяет соотношения между ними. Поэтому для ВЧ каналов всех назначений, минимальный уровень приема которых определен исходя из уровня помех на BЛ, затухание этих элементов не учитывается. Эта рекомендация распространяется на ВЧ каналы с приемниками высокой чувствительности (АСК-1, АСК-3, ВЧА-1, ВЧА-3 и т.д.).

Если для ВЧ канала минимальный уровень приема соответствует чувствительности приемника, то для обеспечения нормального остаточного затухания в телефонном канале или нормального уровня сигнала на выходе приемника релейной защиты (противоаварийной автоматики) необходимо учитывать затухание всех элементов ВЧ тракта на приемном конце.

К п. 1.2.4

При параллельном включении аппаратуры ВЧ каналов релейной защиты, противоаварийной автоматики, телефонной связи и телемеханики последовательно с каждым ВЧ аппаратом включаются разделительные фильтры.

Эти фильтры, включенные последовательно с аппаратурой телефонной связи и телемеханики, должны быть настроены на запирание частот параллельно включенных приемопередатчиков каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Разделительные фильтры, включенные последовательно с ВЧ аппаратурой релейной защиты и противоаварийной автоматики, должны быть настроены на запирание частот других параллельно включенных приемопередатчиков релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Разделительные фильтры ограждают ВЧ каналы релейной защиты и противоаварийной автоматики от нежелательных случайностей (например, коротких замыканий входных цепей параллельно включенной аппаратуре, низкого входного сопротивления параллельно включенного ВЧ кабеля при значительной его длине) и позволяют выводить аппаратуру каждого ВЧ канала на профилактические осмотры и ремонты без отключения аппаратуры других каналов.

Можно считать допустимым значение затухания, вносимого в ВЧ канал при коротком замыкании входных цепей параллельно включенной аппаратуры, равное 1 дБ. При этом условии активное сопротивление разделительного фильтра на частоте настройки определится из выражения

                                                                           (3-9)

где r_вх.каб - входное сопротивление ВЧ кабеля, Ом;

r_вх.пп - входное сопротивление приемопередатчика на рабочей частоте, Ом.

При r_вх.каб = 75 Ом и r_вх.пп = 100 Ом, r_р.ф = 357 Ом.

При расчете затухания ВЧ тракта канала релейной защиты (противоаварийной автоматики) принято учитывать наиболее тяжелые условия, т.е. считать, что за разделительным фильтром входное сопротивление ВЧ кабеля равно нулю.

Стандартный разделительный фильтр РФ, согласно технической документации, имеет активное сопротивление на частоте настройки не менее 500 Ом.

При отстройке на 10 % от частоты настройки разделительный фильтр РФ имеет небольшое комплексное сопротивление, которое при включении последовательно с ВЧ кабелем вносит затухание не более 1 дБ.

Если используется нестандартный разделительный фильтр (контур), то затухание, вносимое им в ВЧ тракт телефонного канала, можно определить по формуле [Л.17]

                                                                (3-10)

где х_р.к - реактивная составляющая сопротивления разделительного контура, Ом;

r_р.к - активная составляющая этого сопротивления, Ом;

r_н - входное сопротивления нагрузки (ВЧ аппаратуры) на рабочих частотах канала, Ом.

При r_н = 100 Ом, r_р.к = 0, х_р.к ≈ 100 Ом, а_р.к = 1 дБ.

К п. 1.2.5

Запасом по перекрываемому затуханию в канале А_зап учитывается вероятность совпадения следующих факторов:

1) для ВЧ канатов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала - формула (1-11):

- 7 дБ - ухудшение параметров приемопередатчика при снижении напряжения аккумуляторной батареи и старении электронный ламп;

- 6 дБ - помехи от работы линейных выключателей при отключении аварийных ВЛ;

- Δа_гол - прирост затухания линейного тракта при образовании гололеда на проводах линии;

2) для ВЧ каналов релейной защиты с передачей отключающего сигнала и противоаварийной автоматики - формула (1-12):

- 20 дБ - прирост затухания линейного тракта при замыкании на землю рабочей фазы (кроме случаев короткого замыкания на землю около конденсатора связи);

- 2 дБ - снижение уровня передачи при падении напряжения аккумуляторной батареи;

- Δа_гол - прирост затухания линейного тракта при образовании гололеда на проводах линии;

3) для каналов телефонной связи и телемеханики учитывается один из двух факторов:

- увеличение уровня распределенных помех при плохих погодных условиях. Принято значение Δр_пом = 9,0 дБ, соответствующее вероятности обеспечения принятой нормы p_c/п в течение 97 % времени;

- прирост затухания линейного тракта от гололеда Δа_гол. В качестве А_зап принимается тот фактор, который для данного района гололедности имеет наибольшее значение;

4) ограничение максимального расчетного значения А_зап для ВЧ каналов релейной защиты с передачей блокирующего сигнала принято по Эксплуатационному циркуляру № Э-1/74 [Л.16], в котором не рекомендуется устанавливать запас по перекрываемому затуханию более 20 дБ в 1 районе по гололеду и 25 дБ в остальных районах;

5) прирост затухания линейного тракта от гололеда в расчетах принят для следующей толщины стенки гололеда на проводах ВЛ повторяемостью один раз в пять лет в районах по гололеду: в I и II - 5 мм, в III - 10 мм, в IV - 15 мм.

Расчетная длина гололедного участка принимается равной 30 км при l_ВЛ ≥ 30 км и длине ВЛ, если l_ВЛ < 30 км. На рис. 1-22 - 1-29 построены графики Δа_гол при длине гололедного участка 30 км. Марка проводов принималась для ВЛ 35 кВ АС-95/15; 110 кВ - AC-185/24; 220 кВ - АС-400/51; 330 кВ - AС-300/39; 500 кВ - АС-400/51; 750 кВ - АС-300/39. Грозозащитные проводящие тросы марки АС-70/72.

Значение Δа_гол определено по формуле [Л.4]

                                                                                     (3-11)

где К₃ - коэффициент; для ВЧ 35 - 500 кВ принят по табл. 3-4, для ВЧ 750 кВ принят равным 0,32;

m - коэффициент по рис. 1-31;

d_л - толщина стенки гололеда, мм;

r_пр - радиус провода (мм) по табл. 2-1.

В формуле (1-14) коэффициент S получен из формулы (3-11):

                                                                                        (3-12)

К п. 1.2.11

Внутрифазный тракт по расщепленной фазе обладает высокой симметрией, поэтому излучение от ВЧ каналов по этому линейному тракту создает невысокую напряженность поля вблизи ВЛ, которая ниже минимального уровня нормального радиоприема.

Уровень сигнала радиостанций на входе приемника ВЧ канала с внутрифазным трактом ниже уровня помех от короны на этой же BЛ.

К п. 1.2.14

При параллельном подключении ВЧ аппаратуры нескольких каналов не учитываются влияния остатков несущих второй ступени преобразования передатчиков на приемники других каналов, даже если они попадают в полосу пропускания приемников. У передатчиков современной аппаратура уровни остатков несущих второй ступени преобразования находятся ниже уровня помех на ВЛ. У передатчиков аппаратуры старых типов, находящихся в эксплуатации, можно подстройкой фильтров передатчика добиться того, чтобы уровень остатков несущих второй ступени преобразования был ниже уровня помех на ВЛ.

К п. 1.3.2

Линейный тракт ВЧ канала по ВЛ практически никогда не бывает согласован. По этой причине импульсы высокой частоты, посылаемые в ВЛ при работе передатчика с дифференциально-фазной защитой, отражаются от конца ВЛ и попадают на вход своего приемника с запаздыванием на некоторый угол (около 12° на 100 км ВЛ).

На BЛ без ответвлений короче 100 км основной и отраженный сигналы своего передатчика практически сливаются, поэтому отраженные сигналы не влияют на работу защиты. В таких каналах частоты обоих передатчиков могут быть одинаковыми.

На ВЛ длиннее 100 км отраженные сигналы запаздывают на значительный угол и заполняют существенную часть паузы между сигналами своего передатчика; по амплитуде они могут быть сравнимы с сигналами передатчика противоположного конца ВЛ. Если частоты передатчиков будут одинаковыми, то в результате биений между отраженным сигналом и сигналом, принятым с другого конца ВЛ, при небольшом линейном затухании могут появиться «провалы» в общем сигнале. Для устранения этого недостатка, а также для отстройки от отраженного сигнала своего передатчика частоты передатчиков в канале на ВЛ без ответвлений длиннее 100 км выбираются с разницей в 1,5 кГц. При соблюдении условия

                                                                                     (3-13)

уровень отраженного сигнала на входе приемника будет ниже минимального уровня приема, приведенного в табл. 1-4, не менее чем на 10 дБ при |К_отр| ≤ 0,5. В канале с таким линейным трактом можно выбирать одинаковые частоты для обоих передатчиков, поскольку из-за большой разницы уровней отраженного сигнала и сигнала передатчика противоположного конца ВЛ биения между ними на входе приемника не влияют на работу защиты.

На ВЛ с ответвлениями часто оказывается невозможным обеспечить во всех пунктах установки приемопередатчиков необходимую разницу в напряжениях сигналов, приходящих от других передатчиков. При одинаковых частотах передатчиков в канале на входе приемников могут возникать биения с появлением «провалов» в общем сигнале, что может привести к ложной работе защиты. Для устранения указанного недостатка частоты передатчиков в каждом пункте на ВЛ с ответвлениями должны отличаться не менее чем на 0,5 кГц.

К п. 1.3.3

Нормы допустимых помех между ВЧ каналами по ВЛ приняты на основании опыта эксплуатации ВЧ каналов в энергосистемах и исследовательских работ ВНИИЭ.

1. Помехи в каналах телефонной связи от других каналов идентичны невнятным переходным разговорам в многоканальных системах дальней связи. Исходя из этого, для ВЧ каналов по ВЛ считается достаточным, чтобы уровни мешающих сигналов были ниже уровня распределенной помехи на 9 дБ. При этом разность уровней полезного и мешающего сигналов будет равна 35 дБ.

2. Для каналов телемеханики считается достаточной разность уровней сигнала и помехи в 20 дБ.

Учитывая, что в каналах телемеханики суммируются помехи от короны и от других каналов (перекрестные помехи), принята разность уровней полезного и мешающего сигнала в 25 дБ.

3. Разность уровней сигнала и помехи для каналов релейной защиты в 10 дБ принята согласно [Л.16].

4. Линейная работа демодулятора первого преобразователя обеспечивается при определенном уровне сигнала на демодуляторе, указанном в технической документации на аппаратуру. При наличии помех, проникающих через входной фильтр приемника на вход демодулятора, необходимо снижать уровень полезного сигнала таким образом, чтобы суммарный уровень сигнала и помехи на входе демодулятора не превышал допустимого значения. Считается допустимым, чтобы уровень мешающего сигнала, частоты которого находятся вне полосы рабочих частот канала, на входе демодулятора первого преобразователя был выше уровня полезного сигнала не более чем на 9 дБ.

При такой разности уровней сигнала и помехи обеспечивается установка режима линейной работы демодулятора приемника аппаратуры.

К п. 1.3.8.

Выражение (1-17), определяющее возможность применения частот без их смены (прямое усиление), составлено исходя из допустимости неравномерности частотной характеристики промежуточного усилителя (1 дБ) в полосе канала из-за обратной связи через шины подстанций. При этом предполагается, что в полосе канала фазовая характеристика цепи обратной связи, включая фильтры аппаратуры и переход через шины подстанции, может изменять угол от 0 до 180° и на каждой подстанции эти характеристики различны.

Для ВЧ каналов по тросам ВЛ с промежуточными усилителями прямого усиления предполагается, что фазовая характеристика перехода с выхода промежуточного усилителя на его вход в полосе канала стабильна и идентична для всех усилительных пунктов. Принимая во внимание идентичность фильтров аппаратуры всех промежуточных усилителей, можно специальным включением фильтров получить фазовую характеристику обратной связи четных промежуточных усилителей, сдвинутую на 180° по отношению к фазовой характеристике нечетных промежуточных усилителей, и этим избежать сложения неравномерностей частотной характеристики в канале.

Поэтому в формуле (1-17а) отсутствует член 10lgm, имеющийся в формуле (1-17).

К п. 1.3.9.

Выражения (1-18) и (1-19), определяющие возможность применения усиления в канале с инверсией частот (одинаковые полосы частот передачи в обоих направлениях и одинаковые полосы частот приема в обоих направлениях), составлены исходя из допустимости колебания остаточного затухания в канале 1 дБ из-за биения контрольных частот обоих направлений на входе приемника промежуточного усилителя. Если контрольные частоты различны и их биение не наблюдается (обратное направление полос частот), то соблюдение зависимостей (1-18) и (1-19) обеспечивает уровень мешающего сигнала телемеханики обратного направления в телефонном канала прямого направления не менее 35 дБ.

К п. 1.3.12

Разнос частот ВЧ каналов при параллельном включении аппаратуры через разделительный фильтр РФ, согласно техническим условиям на фильтр, должен быть не менее 10 % частоты настройки РФ, т.е. несущей частоты канала релейной защиты (или противоаварийной автоматики). При этом затухание, вносимое фильтром в канал, согласно ТУ, не превышает 1,0 дБ.

К п. 1.3.13

Помехозащищенность приемников с двойным преобразованием частот в полосе зеркального канала определяется в основном избирательными свойствами входного ВЧ фильтра приемника. Поскольку передатчики аппаратуры имеют уровни 40 - 50 дБ, а избирательность входного фильтра на частоте зеркального канала относительно невысока, то в некоторых случаях при параллельном подключении приемников и передатчиков не соблюдается принятая в настоящих Руководящих указаниях разность уровней полезного сигнала и мешающего передатчика (см. п. 1.3.3).

К п. 1.4.1

Разнос частот между краями рабочих полос передатчиков мощностью до 10 Вт не менее 10 %, но не менее 8 кГц при параллельном подключении их принят временно по документации на аппаратуру АСК-1. Поскольку ВЧ характеристики линейных фильтров аппаратуры ВЧ каналов по ВЛ, перечисленной в табл. 1-2 и 1-3, близки, разнос частот для аппаратуры АСК-1 распространен на все типы передатчиков. При указанном разносе частот затухание, вносимое параллельно включенным передатчиком другого канала, будет не более 1,0 дБ, а продукты паразитной модуляции сигнала одного передатчика сигналом другого передатчика, проникающим через линейный фильтр на транзисторы (лампы) выходного каскада, не будут оказывать заметного влияния на работу ВЧ каналов. После проведения исследований указанное значение разноса частот может быть уточнено.

К п. 1.4.2.

Графики для определения минимального значения разноса частот составлены с учетом избирательности фильтров приемника согласно технической документации на аппаратуру и нормам, изложенным в п. 1.3.3. Для приемников, имеющих высокую чувствительность, уровень которой практически во всех случаях ниже минимального уровня приема на BЛ 35 - 500 кВ, графики разноса частот составлены в зависимости от разности уровней полезного и мешающего сигналов на входе приемника Δр = р_пр - р_меш.

Для приемников с невысокой чувствительностью (например, у аппаратуры ВЧА-СЧ, АСК-РС, ДСГ-68, ТСД-70, УПЗ-70, ПВЗД, ПВЗК), а также приемников ВЧТО-М, которая, как правило, принимается в качестве минимального уровня приема, графики разноса частот составлены в зависимости от уровня мешающего сигнала на входе приемника р_меш.

К пп. 1.5.2 - 1.5.8.

Приведены наиболее вероятные значения переходных затуханий на основании анализа измерений, проведенных при наладке каналов и исследовательских работах.

К п. 1.5.9

Значения переходных затуханий на ближнем конце между линейными трактами по грозозащитным тросам в пункте промежуточного усиления на трассе ВЛ приняты по [Л.10].

К пп. 1.5.10 и 1.5.11

Определение переходных затуханий между линейными трактами, обусловленных электромагнитной связью на участке параллельного следования, производится по данным [Л.4].

К п. 2.2.5

Формула (1-5) для определения поправки Δр_пром, учитывающей квадратичное сложение распределенных помех в каналах с промежуточными усилителями и переприемами, справедлива при равенстве значений всех усилительных участков.

Расчет значения Δр_пром по формуле (1-5) без учета усилительных и переприемных участков, для которых р_н.с/п выше на 10 дБ и более, чем для усилительного участка с наименьшим значением р_мин.с/п, имеет погрешность не более 1 дБ при числе усилительных участков до четырех по сравнению с расчетом по точной формуле квадратичного сложения с учетом всех усилительных участков

                                                      (3-14)

К п. 2.3.

Рекомендации по расчету линейных трактов по фазным проводам ВЛ составлены по материалам [Л.4].

1. Увеличение затухания из-за влияния земляной волны при схемах присоединения фаза - земля Δа₍₀₎ (см. рис. 2-3), рассчитано по формуле

                                                                 (3-15)

Значения α₍₀₎ и α_(ф) определены из [Л.4].

2. Расчет линейных трактов по нетранспонированным шестипроводным ВЛ со схемой присоединения верхняя фаза - земля и средняя фаза - земля по формулам (2-10) и (2-11) дает погрешность (в сторону увеличения результата) против расчета по уточненной формуле [Л.4] соответственно на 2 и 3 дБ в нижней части диапазона частот.

3. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по крайним (нижним) фазам нетранспонированных ВЛ, приведенные на рис. 2-5 - 2-14, означают:

- область 1 - область симметричных ВЛ.Граничные значения fl этой области частот приведены в табл. 3-9 по [Л.4];

- область 2 - область несимметричных ВЛ при схеме присоединения фаза - земля к одноименной фазе на обоих концах.

Граничные значения этой области рассчитаны по рекомендациям [Л.4] по формуле

                                                                                             (3-16)

где f - в килогерцах.

Значения Δ₍₂₎ принималось для ρ_з = 200 Ом ∙ м.

При известном значении ρ_з границы области частот 2 могут быть уточнены по формуле (3-16), в которой значения Δ₍₂₎ определяются по [Л.4] для ВЛ 110 и 220 кВ и по рис. 2-21 и 2-22 - для ВЛ 330 и 500 кВ;

- область 3 - область несимметричных трехпроводных ВЛ при схемах присоединения фаза - земля к разноименным фазам по концам.

Граничные условия этой области рассчитаны по рекомендациям [Л.4] по формулам:

                                                                                               (3-17)

                                                                                               (3-18)

Значения Δ₍₂₎ принимались для ρ_з = 200 Ом ∙ м.

При известном значении ρ_з границы области частот 2 могут быть уточнены;

- область 4 - область частот, граничные условия которой рассчитаны по рекомендациям [Л.4] по формулам, приведенным в табл. 3-10.

Таблица 3-9

Максимальные расчетные значения fl симметричных ВЛ

Таблица 3-10

Расчетные формулы граничных условий области частот 4 нетранспонированных ВЛ

Погрешность расчета затухания линейного тракта в области частот 4 до формулам табл. 2-2 не превышает 2 дБ на границе области по сравнению с расчетом затухания по формулам [Л.4].

4. Границы областей частот 1-5 по рис. 2-7,б и 2-8,б, в которых допустима работа ВЧ каналов по транспонированным ВЛ 330 и 500 кВ с горизонтальным расположением фаз, соответствуют: 1, 2, 3 и 5 - области частот при схеме присоединения фаза А (В) - земля; 1, 2, 4 и 5 - области частот при схеме присоединения фаза С - земля; 2, 3, 4 и 5 - области частот при схеме присоединения фаза А - земля на одном конце и фаза В - земля нa втором конце.

Граничные условия областей частот рассчитаны по формулам:

- области 2   области 3

- области 4  области 5

Формулы граничных условий областей 4 и 5 получены из выражения

                                                                       (3-22)

Значения Δ₍₂₎ принимались для ρ_з = 200 Ом ∙ м. При известном значении ρ_з границы областей частот 2 и 3 могут быть уточнены.

Формулы для определения затухания линейного тракта в областях 4 и 5 (по рис. 2-7,б и 2-8,б), приведенные в табл. 2-2, получены из выражения

 дБ.                                                                       (3-23)

Максимальная погрешность расчета затухания линейного тракта по формуле (3-23) не превышает 2 дБ на границе области по сравнению с расчетом затухания по точным формулам.

Для транспонированных ВЛ 110 и 220 кВ, а также для ВЛ 330 кВ с треугольным расположением фаз границы областей частот, в которых применима формула (3-23) для расчета затухания линейного тракта, находятся выше 500 кГц при длине ВЛ до 250 - 300 км. Для этих ВЛ рекомендуется использование диапазона частот, ограниченного согласно рис. 1-15, 1-18 и 1-19 [см. пояснения к п. 1.2.1 - формулы (3-3) и (3-4)].

5. Расчеты, выполненные на ЭBМ, и измерения показали, что при схемах присоединения аппаратуры ВЧ каналов к разным фазам по концам BЛ изменение затухания эквивалентной междуфазной волны не превышает 1 - 2 дБ при изменении сопротивления нагрузки нерабочих фаз от нуля до бесконечности, т.е. при замыкании их на землю и отключении от шин подстанции.

К п. 2.3.10

Кривые графиков на рис. 2-33 и 2-34 для определения затухания, вносимого ответвлением, используемым для связи, рассчитаны по формулам [Л.4]:

                                                                (3-24)

                                                                  (3-25)

где

К₁₁ - коэффициент отражения междуфазной волны от конца ответвления.

Расчет по формулам (3-24) и (3-25) выполнялся для того режима работы ВЛ, при котором абсолютное значение К₁₁ наибольшее. Сопротивление заградителей в рабочей фазе принималось равным 500 Ом.

Кривые а_{отв.мин}, используемые для расчета неравномерности затухания ВЧ тракта, обусловленной неравномерностью частотной характеристики затухания ответвления, рассчитывались при Z_ф.л = 400 Ом. При других значениях Z_ф.л в пределах 300 - 800 Ом значения а_{отв.мин} отличается от приведенных на рис. 2-33 и 2-34 не более чем на 20 %.

К п. 2.3.11

Кривые на рис. 2-35 для определения максимального затухания, вносимого ответвлением, обработанным заградителями, рассчитаны по формуле

                                                                                    (3-26)

где ξ определялась по [Л.4].

Кривые на рис. 2-36 для определения максимального затухания, вносимого необработанным ответвлением, не используемым для организации связи, рассчитаны по формуле [Л.4]:

                                                                          (3-27)

где  град;

С_п - емкость оборудования подстанции пФ;

К₄ = 1 - коэффициент для ВЛ с фазами из одиночных проводов.

К п. 2.3.17

Расчет затухания, вносимого в ВЧ тракт канала за счет шунтирования устройствами присоединения обхода линейного разъединителя при включенном линейном разъединителе, выполняется с учетом следующих допущений:

1) при расположении линейного разъединителя на расстояния не более трех длин волн () от ближайшей подстанции устройства присоединения рассматриваются как шунт, включенный только в рабочую фазу. Формула (2-30) получена из формулы (2-23) в предположении, что Z_н = Z_г = Z_л;

2) при расположении линейного разъединителя на расстоянии более трех длин волн () от ближайшей подстанции устройства присоединения рассматриваются как короткое ответвление от ВЛ, при котором сопротивление нагрузки рабочей фазы равно шунтирующему сопротивлению Z_ш, а нерабочих фаз - бесконечности.

Формула (2-33) получена преобразованием формулы [Л.4].

                                                                                    (3-28)

где

  

Z₂ - сопротивление нагрузки нерабочих фаз;

Z_н - сопротивление нагрузки рабочей фазы.

При выводе формулы (2-33) принималось:

Z₂ = ∞; Z_н = Z_ш; К₄ = 1.

К п. 2.3.18

Вынос схемы ВЧ обхода в начало параллельного следования ВЛ, расположенных на участке параллельного следования на двухцепных опорах, может ухудшить частотную характеристику затухания ВЧ тракта за счет появления нескольких областей повышенного затухания в пределах полосы пропускания фильтра присоединения [Л.8].

Происходит это из-за сдвига по фазе напряжений на нерабочих фазах ВЛ до и после обхода.

Глава 4.
ПРИМЕРЫ ВЫБОРА ЧАСТОТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ

Пример 1

Определить полосу частот, в которой можно не обрабатывать заградителем ответвлений от ВЛ 110 кВ, длина которого 0,2 км. На конце ответвления расположена подстанция «Блок 110 кВ (линия - трансформатор)» по схеме рис. 4-1.

Высокочастотный канал в этой полосе частот должен быть работоспособным при замыкании на землю ответвления на подстанции. Затухание, вносимое ответвлением, должно быть не более 3,0 дБ.

1. По данным табл. 1-19 определяется емкость оборудования подстанции на землю для одной фазы, пФ:

Трансформатор ТДТГ-60000/110.................................. 970

Разрядник РВС-110, 2 шт.............................................. 170

Разъединитель РЛНЗ-110 м.......................................... 100

Шины 30 м по 7,5 пФ/м................................................ 225

                                                                                С_n = 1465

2. Относительная емкость подстанции в рабочем режиме

3. По рис. 2-36 находится значение fl для двух крайних случаев, т.е. при замыкании ответвления на землю (С_n = ∞) и при включенной в работу подстанции на конце ответвления (рабочий режим подстанции)

а) по кривой С_n = ∞ при замыкании на землю фаз в конце ответвления при а_отв = 3,0 дБ

fl = 22 кГц ∙ км;  

б) по кривой С_n = 7325 пФ/км для рабочего режима подстанции при а_отв = 3,0 дБ

fl =30 кГц ∙ км;   

Согласно поставленным условиям для полосы частот 110 - 150 кГц, ответвление можно не обрабатывать заградителем.

Пример 2

Требуется выбрать рабочие частоты для вновь проектируемого ВЧ канала на аппаратуре АСК-PC по ВЛ 110 кВ (рис. 4-2). Воздушная линия одноцепная, нетранспонированная с горизонтальным расположением фаз. Фазные провода марки AC-185. Рабочий ток линий 500 А. Ударный ток короткого замыкания не превышает 30 кА. ВЛ проходит по территории II района по гололеду. На расстоянии до 300 км от BЛ расположена радиовещательная станция с несущей частотой 254 кГц.

Районный диспетчерский пункт расположен при подстанции № 1; с ним должна осуществляться связь подстанций № 2 и 3. На подстанции № 1 располагается аппаратура ВЧА-СЧ действующего канала по ВЛ 110 кВ.

I. Выбор частот

1. Минимальный уровень приема телефонного канала определяется по формуле (1-5)

р_пр.мин = р_пом + 10lgΔf + р_с/п = -38 + 3 + 26 = -9 дБ.

где Δf = 2 кГц - полоса эффективно передаваемых частот телефонного канала;

р_пом = -38 дБ - уровень помех на ВЛ 110 кВ в полосе частот 1 кГц;

р_с/п = 26 дБ - минимальная разность уровней сигнала и распределенной помехи в телефонном канале.

2. Затухание, перекрываемое аппаратурой АСК-РС, определяется по формуле (1-2):

А_пер = р_пер - р_пр.мин = 32 + 9 = 41 дБ.

3. Затухание элементов ВЧ тракта определяется по формуле (1-7):

а_эл = а_к + Δа_тр1 + 2а_з + 2а_ф.л + 2а_каб + а_отв = 2,5 + 3 + 6 + 3 + 1 + 7,0 = 22,5 дБ.

Поскольку значение р_пр.мин соответствует чувствительности приемника АСК-РС (по табл. 1-2), в расчете а_эл учитывается затухание всех элементов ВЧ тракта на приемном конце.

4. Наибольшая возможная рабочая частота канала определяется по рис. 1-2 по максимально допустимому значению километрического затухания междуфазной волны:

f_макс = 270 кГц,

здесь А_зап = 11,5 дБ - запас по перекрываемому затуханию в канале из рис. 1-23 для частоты 270 кГц.

5. Минимальный разнос частот между краями рабочих полос аппаратуры АСК-РС и ВЧА-СЧ на подстанции № 1 определяется по рис. 1-36 и 1-37 в зависимости от уровня мешающего сигнала:

р_меш = р_макс - А_п.б = 36 - 25 = 11 дБ,

где р_макс = 36 дБ - максимальный уровень передатчика АСК-РС и ВЧА-СЧ;

А_п.б = 25 дБ - затухание перехода подстанции.

Δf_мин1 = 1 кГц для приемника аппаратуры АСК-РС;

Δf_мин2 = 2,5 кГц для приемника аппаратуры ВЧА-СЧ.

Рабочая полоса частот проектируемого канала выбирается равной 138 - 146 кГц.

6. Высокочастотные заградители выбираются типа ВЗ-600-0,25 с полосой заграждения 120 - 180 кГц при минимальном значении активного сопротивления в полосе заграждения 500 Ом.

7. Фильтры присоединения выбираются типа УФП-75 на полосу пропускания 42 - 280 кГц при Z_ф.л = 600 Ом с конденсатором связи емкостью 6400 пФ.

II. Поверочный электрический расчет ВЧ канала

1. Затухание ВЧ тракта между подстанциями № 1 и 3

а_тр = α₁l + а_к + 2а_з + 2а_ф.л + 2а_каб + а_отв = 5 + 2,5 + 7 + 3,5 + 1 + 8,5 = 27,5 дБ;

α₍₁₎l = 0,053 ∙ 95 = 5 дБ (по рис. 1-2).

а_ф.п = 1,74 дБ - по паспортным данным (см. табл. 1-10);

а_каб = 0,5 дБ - по рис. 2-31 для кабеля марки РК-75 длиной по 0,25 км на один пункт;

а_отв = 8,5 дБ - по рис. 2-33 при Z_ф.п = 600 Ом и α_(ф)l_отв = 0 дБ.

2. Запас по перекрываемому затуханию в канале

А_зап = А_пер - а_тр = 41 - 27,5 = 13,5 дБ.

III. Оценка неравномерности затухания ВЧ тракта канала, обусловленная многократными отражениями междуфазной волна от мест неоднородности и неравномерностью частотной характеристики затухания ответвления

1. Коэффициент отражения от концов ВЛ при Z_ф.л = 600 Ом (по рис. 2-41); К₁ = 0,52.

2. Коэффициент отражения от места включения ответвления (по рис. 2-33) при а_отв = 8,5 дБ К₂ = К_отв = 0,62.

3. Неравномерность затухания ВЧ тракта на первом участке подстанции № 1 - место включения ответвления при α₍₁₎l₍₁₎ = 0,053 ∙ 55 = 3 дБ (по рис. 2-40) Δa_тр11 = 3,0 дБ.

4. Неравномерность затухания ВЧ тракта на втором участке подстанции № 3 - место включения ответвления при α₍₁₎l₂ = 0,053 ∙ 40 = 2,0 дБ Δa_тр12 = 4,0 дБ.

5. Суммарная неравномерность затухания ВЧ тракта на участке подстанция № 1 - подстанция № 3

Δа_тр1 = Δа_тр11 + Δа_тр12 = 3,0 + 4,0 = 7,0 дБ.

Неравномерность затухания ВЧ тракта 7,0 дБ будет наблюдаться в полосе частот канала одного направления, так как длина ВЛ более 25 км.

6. Неравномерность затухания ВЧ тракта, обусловленная неравномерностью частотной характеристика затухания ответвления, определяется по рис. 2-42:

Δа_тр2 = а_{отв.макс} - а_{отв.мин} = 8,5 - 1,5 = 7,0 дБ.

Поскольку l_отв < 25 км, значение Δa_тр2 в полосе 3 кГц определится по рис. 2-34:

Δа_тр2Δf = 2,5 дБ.

7. Неравномерность затухания ВЧ тракта в полосе 3 кГц (полоса канала в одном направлении)

8. Максимально возможное затухание ВЧ тракта

9. Максимальный запас по перекрываемому затуханию

А_зап = А_пер - а_{тр.макс} = 41 - 31 = 10 дБ.

Расчет считается законченным, поскольку характеристики ВЧ канала соответствуют нормам.

Пример. 3

Требуется выбрать рабочие частоты для вновь проектируемых каналов по ВЛ 110 кВ, показанных на рис. 4-3; ВЛ 110 кВ подстанция № 2 - подстанция № 4 нетранспонированная с горизонтальным расположением фаз; ВЛ 110 кВ подстанция № 1 - подстанция № 2 нетранспонированная с треугольным расположением фаз. Марка фазных проводов приведена на рис. 4-3. Рабочий ток ВЛ не превышает 500 А. Ударный ток короткого замыкания - не более 30 кА. Линия электропередачи проходит по территории II района по гололеду. Заходы обеих BЛ на подстанцию № 2 располагаются в общем коридоре. На расстоянии до 300 км от ВЛ вещательных радиостанций нет. Учитываются несущие частоты 236 и 263 кГц радиостанций общесоюзного вещания.

1. Выбор частот

1. Минимальный уровень приема канала определяется по формуле (1-5):

р_пр.мин = р_пом + 10lgΔf + р_с/п + р_пром:

а) для канала 1 с промежуточным усилителем на подстанции № 2

р_пр.мин = -38 + 10lg2 + 26 + 10lg2 = -6 дБ;

б) для канала 2 на аппаратуре АСК-РС

р_пр.мин = -38 + 10lg2 + 26 = -9 дБ;

в) для каналов 3 и 4 на аппаратуре УПЗ-70

р_пр.мин = +7,5 дБ (по табл. 1-4),

где р_пом = -38 дБ - уровень помех на ВЛ 110 в полосе 1 кГц (см. табл. 1-5);

Δf = 2 кГц - полоса эффективно передаваемых частот телефонного канала;

p_c/п = 26 дБ - минимальная разность уровней сигнала и распределенной помехи в телефонном канале.

2. Затухание, перекрываемое аппаратурой, определяется по формуле (1-2):

А_пер = р_пер - р_пр.мин:

а) для канала 1 с каналами телемеханики

А_пер = 33 + 6 = 39 дБ;

6) для канала 2

А_пер = 32 + 9 = 41 дБ;

в) для каналов 3 и 4

А_пер = 45 - 7,5 = 37,5 дБ.

3. Затухание элементов ВЧ тракта определяется по формуле (1-7) на ВЛ подстанция № 1 - подстанция № 2:

а_эл = а_к + 2а_з + 2а_ф.п + 2а_каб:

а) для канала 1

а_эл = 2,5 + 2 ∙ 3,0 + 1,5 + 0,5 = 10,5 дБ,

б) для канала 3

а_эл = 2,5 + 2 ∙ 3,0 + 2 ∙ 1,5 + 2 ∙ 0,5 = 12,5 дБ.

Для канала 1 на приемном конце учитывается затухание только заградителя, а для канала 3 - все элементы ВЧ тракта, так как значение р_пр.мин канала 3 соответствует уровню порога запирания приемника по табл. 1-3.

4. Затухание элементов ВЧ тракта на ВЛ подстанция № 2 - подстанция № 4

а_эл = а_к + Δа_тр1 + 2а_з + 2а_ф.п + 2а_каб + 2а_р.ф + а_ш + а_отв:

а) для канала 1

а_эл = 2,5 + 3 + 2 ∙ 3,0 + 1,5 + 0,5 + 1 ∙ 2 + 1 + 7,0 = 23,5;

б) для канала 2

а_эл = 2,5 + 3 + 2 ∙ 3,0 + 2 ∙ 1,5 + 2 ∙ 0,5 + 2 ∙ 1 + 3 ∙ 1 + 7,0 = 27,5 дБ,

в) для канала 4

а_эл = 2,5 + 3 + 2 ∙ 3,0 + 2 ∙ 1,5 + 2 ∙ 0,5 + 2 ∙ 1 + 7,0 = 24,5 дБ.

Для каналов 2 и 4 на приемном конце учитывается затухание всех элементов ВЧ тракта, так как значение р_пр.мин этих каналов соответствует чувствительности и уровню порога запирания приемников по табл. 1-2 и 1-3.

5. Наибольшая возможная рабочая частота канала определяется по максимально допустимому значению километрического затухания междуфазной волны по формуле (1-1):

а) для канала 1 на участке подстанция № 1 - подстанция № 2

где А_зап = 13 дБ - по формуле (1-13) для частоты 500 кГц;

f_макс > 500 кГц (по рис. 1-10);

б) для канала 3

где А_зап = 23 дБ - по формуле (1-11) для частоты 200 кГц;

f_макс = 200 кГц (по рис. 1-6);

в) для канала 1 на участке подстанция № 2 - подстанция № 4

f_(ф)макс = 330 кГц по рис. 1-2;

г) для канала 2 на участке подстанция № 2 - подстанция № 3

f_(ф)макс > 500 кГц по рис. 1-2;

д) для канала 4 на участке подстанция № 2 - подстанция № 4

где А_зап = 20 дБ - по формуле (1-11a) для частоты 200 кГц.

Для канала 4 аппаратура УПЗ-70 не может быть применена, так как затухание ВЧ тракта больше допустимого значения. Проверяется возможность использования аппаратуры АЗВ с высокочувствительным приемником. Для аппаратуры АЗВ

р_пр.мин = -10 дБ на ВЛ 110 кВ (см. табл. 1-4)

А_пер = 45 + 10 = 55 дБ;

где А_зап = 25 дБ по формуле (1-11) для частоты 300 кГц;

f_макс = 330 кГц (по рис. 1-2).

6. Минимальный разнос частот между приемником УПЗ-70 и мешающим передатчиком АСК-1 на подстанциях № 1 и 2 определяется по рис. 1-42 в зависимости от уровня мешающего сигнала на входе приемника:

р_меш = р_макс - А_л.б = 40 - 18 = 22 дБ;

р_с/п = 7 кГц (по рис. 1-42 для f = 200 кГц).

7. Минимальный разнос частот между приемником АСК-РС и мешающим передатчиком АСК-1y на подстанции № 2 определяется по рис. 1-36 в зависимости от р_меш = р_макс = 40 дБ для частоты 300 кГц:

Δf = 6 кГц.

8. Минимальный разнос частот между приемником МК-60м и мешающим передатчиком АСК-1c на подстанции № 4 определяется по рис. 1-40 в зависимости от значения Δр = р_пр.мин - р_меш = 0 + 3 = 3 дБ.

где р_меш = р_макс - А_п.б = 40 - 43 = -3 дБ;

р_пр.мин = р_пом + 10lg = 2 + 26 = -29 + 29 = 0 дБ;

Δf = 3 кГц.

9. Минимальный разнос частот между приемником АСК-1c и передатчиком МК-60м на подстанции № 4 определяется по рис. 1-32 в зависимости от значения

Δр = -6 + 3 = -3 дБ; Δf = 1 кГц,

где р_меш = 40 - 43 = -3 дБ.

10. Минимальный разнос частот между приемником АЗВ и мешающим передатчиком АСК-1С определяется по рис. 1-41 в зависимости от р_меш = р_макс = 40 дБ:

Δр = p_пр.мин - р_меш = -10 - 40 = -50 дБ;

Δf = 8 кГц для частоты 330 кГц.

Поскольку используются разделительные фильтры типа РФ, то разнос частот определяется параметрами фильтра и должен быть не менее 10 %.

11. Разнос частот между приемниками и передатчиками на подстанции № 2 определяется в зависимости от переходного затухания между линиями:

a) затухание перехода подстанции с ближнего конца

А_п.б = 25 дБ;

б) переходное затухание между линиями на ближнем конце из-за электромагнитной связи (по рис. 1-50)

А_эм.б∞ = 40 дБ.

Поскольку параллельный пробег ВЛ небольшой длины, возможно снижение значения А_эм.б на 4,5 дБ (по рис. 1-51).

Расчетное значение А_эм.б = 40 - 4,5 = 35,5 дБ;

в) переходное затухание между линиями с учетом пп. а и б

А_л.б = А_п.б - Δ₂А = 25 - 0,5 = 24,5 дБ,

где Δ₂А = 0,5 дБ (по рис. 1-53).

В зависимости от А_п.б - А_эм.б = 25 - 35,5 = -10,5 дБ.

12. Минимальный разнос частот между приемником АСК-1у одного направления и передатчиком АСК-1у другого направления на подстанции № 2 определяется по рис. 1-32 в зависимости от

Δр = р_пр.мин - р_меш = -6 - 17 = -23 дБ,

где р_меш = 40 - 23 = 17 дБ;

Δf = 2 кГц.

13. Полосы частот каналов 1 - 4, выбранные с учетом определенных выше значений f_макс и Δf, приведены на рис. 4-3 и 4-4.

14. Выбираются высокочастотные заградители ВЗ-600-0,25. Полосы запирания заградителей показаны на рис. 4-3. Активное сопротивление в полосе заграждения не менее 500 Ом. Выбираются фильтры присоединения ФПУ. Полосы пропускания фильтров показаны на рис. 4-3. Характеристическое сопротивление фильтров присоединения с конденсаторами связи емкостью 6400 пФ Z_ф.л = 450 и 685 Ом на участке подстанция № 1 - подстанция № 2 и Z_ф.л = 450 Ом на участке подстанция № 2 - подстанция № 4.

II. Поверочный электрический расчет ВЧ канала

1. Затухание ВЧ тракта между подстанциями № 2 и 4 и подстанциями № 2 и 3

а_тр = α₍₁₎l + а_к + 2а_з + 2а_ф.п + 2а_каб + 2а_р.ф + а_ш + а_отв дБ:

а) для канала 1 f_в = 250 кГц, подстанций № 2 и 4

а_тр = 0,05 ∙ 96,5 + 2,5 + 7,0 + 1,3 + 0,5 + 1 + 2 + 7,0 = 27,0 дБ;

б) для каналa 2 f_в = 288 кГц, подстанций № 2 и 3

а_тр = 0,061 ∙ 38,5 + 2,5 + 7 + 2,5 + 1 + 2 + 3 + 4,5 = 25 дБ,

где а_отв = 4,5 дБ на рис. 2-33 при α₍₁₎l_отв = 0,067 ∙ 60 = 4,0 дБ.

в) для канала 4 f_в = 326 кГц, подстанций № 2 и 4

а_тр = 0,067 ∙ 96,5 + 2,5 + 7,0 + 2,5 + 1 + 2 + 7,0 = 28,5 дБ.

Для канала 1 на аппаратуре АСК-1 не учитывается затухание элементов ВЧ тракта на приемном конце, кроме а_з.

Для каналов 2 и 3 учитываются затухания всех элементов ВЧ тракта на обоих концах, так как значение р_пр.мин для этой аппаратуры соответствует чувствительности и уровню порога запирания приемника.

2. Запас по перекрываемому затуханию в канале

А_зап = А_пер - а_тр:

a) для канала 1 А_зап = 39 - 27,0 = 12,0 дБ;

б) для канала 2 А_зап = 41 - 25 = 16,0 дБ;

в) для канала 4 А_зап = 55 - 28,5 = 26,5 дБ.

3. Затухание ВЧ тракта между подстанциями № 1 и 2 определяется по формуле

а_тр = α₍₁₎l + а_к + 2а_з + 2а_ф.п + 2а_каб:

а) для канала 1 f_в = 484 кГц

а_тр = 0,14 ∙ 40 + 2,5 + 7 + 1,3 + 0,5 = 17 дБ;

б) для канала 3 f_в = 150 кГц

а_тр = 0,056 ∙ 40 + 2,5 + 7 + 2,5 + 1 = 15 дБ.

4. Запас по перекрываемому затуханию в канале на участке между подстанциями № 1 и 2

А_зап = А_пер - а_тр

а) для канала 1 А_зап = 39 - 17 = 22,0 дБ;

б) для канала 3 А_зап = 37,5 - 15 = 22,5 дБ.

III. Оценка неравномерности затухания ВЧ трактов каналов, обусловленная многократными отражениями междуфазной волны от мест неоднородности и неравномерностью частотной характеристики затухания ответвления на участке подстанция № 2 - подстанция № 4

1. Коэффициент отражения от концов ВЛ при

Z_ф.л = 450 Ом (по рис. 2-41) К = 0,45.

2. Коэффициент отражения от места включения ответвления по рис. 2-2-33 при a_отв = 7,0 дБ

К_отв = 0,57.

3. Неравномерность затухания ВЧ тракта на участке подстанция № 2 - место включения ответвления (по рис. 2-40):

а) для канала 1 при µ₍₁₎l = 0,057 ∙ 36,5 = 2,0 дБ

Δа_тр11 = 3,0 дБ;

б) для канала 4 при µ₍₁₎l = 0,067 ∙ 36,5 = 2,5 дБ

Δа_тр11 = 2,8 дБ;

в) для канала 2 при µ₍₁₎l = 0,061 ∙ 36,5 = 2,5 дБ

Δа_тр11 = 2,8 дБ.

4. Неравномерность затухания ВЧ тракта на участке подстанция № 4 - место включения ответвления (по рис. 2-40):

а) для канала 1 при µ₍₁₎l = 0,057 ∙ 60 = 3,5 дБ

Δа_тр12 = 2,5 дБ;

б) для канала 4 при µ₍₁₎l = 0,067 ∙ 60 = 4 дБ

Δа_тр12 = 2,0 дБ.

5. Неравномерность затухания ВЧ тракта канала 2 на участке подстанция № 3 - место включения ответвления к подстанции № 4 (по рис. 2-40) при µ₍₁₎l = 0,061 ∙ 2 ≈ 0 дБ

Δа_тр12 = 4,5 дБ.

6. Суммарная неравномерность затухания ВЧ тракта:

а) канала 1 подстанция № 2 - подстанция № 4

Δа_тр1 = Δа_тр11 + Δа_тр12 = 3,0 + 2,5 = 5,5 дБ;

б) канала 4 подстанция № 2 - подстанция № 4

Δа_тр1 = 2,8 + 2,0 = 4,8 дБ;

в) канала 2 подстанция № 2 - подстанция № 3

Δа_тр1 = 2,8 + 4,5 = 7,3 дБ.

Полученная неравномерность затухания ВЧ тракта канала 1 будет наблюдаться в полосе канала (3 кГц), так как длина участков ВЛ более 25 км.

Для канала 2 неравномерность затухания ВЧ тракта в полосе 3 кГц определяется неравномерностью участка подстанции № 2 - место включения ответвления, так как длина второго участка ВЧ тракта этого канала (2 км) гораздо меньше длины первого участка:

Δа_тр1Δf ≈ 2,5 дБ.

Для канала релейной защиты 4 неравномерность затухания ВЧ тракта рассматривается как возможный прирост затухания ВЧ тракта.

7. Для телефонных каналов оценивается неравномерность затухания ВЧ тракта, обусловленная неравномерностью частотной характеристики затухания ответвления (по рис. 2-33):

а) для канала 1 µ₍₁₎l_отв = 0 дБ,

Δа_тр2 = а_{отв.макс} - а_{отв.мин} = 7,5 - 1,5 = 6 дБ;

б) для канала 2 µ₍₁₎l_отв = 4,0 дБ,

Δа_тр2 = 4,0 - 2,6 ≈ 1,5 дБ.

Поскольку длина ответвления для канала 1 менее 25 км, значение Δа_тр2 в полосе 3 кГц определится по рис. 2-42 для l_отв = 2 км:

Δа_тр2Δf ≈ 0,2 дБ.

Для канала 2 длина ответвления равна 60 км, поэтому

Δа_тр2Δf = Δа_тр2 ≈ 1,5 дБ.

8. Неравномерность затухания ВЧ тракта телефонных каналов в полосе 3 кГц:

а) для канала 1

б) для канала 2

9. Максимально возможное затухание ВЧ тракта:

а) для канала 1

б) для канала 2

в) для канала 4

10. Минимальный запас по перекрываемому затуханию:

а) для канала 1

А_{зап.мин} = А_пер - А_{тр.макс} = 39 - 30 = 9 дБ;

б) для канала 2

А_{зап.мин} = 41 - 28,5 = 12,5 дБ;

в) для канала 4

А_{зап.мин} = 55 - 31 = 24 дБ.

Расчет считается законченным, так как все каналы соответствуют нормам.

Пример 4

Выбрать схему ВЧ обхода линейного разъединителя на ВЛ 35 кВ и определить затухание, вносимое ВЧ обходом в канал на аппаратуре АСК-РС на частотах 100 - 108 кГц. Рассмотреть два случая расположения линейного разъединителя: на расстоянии 5 и 10 км от ближайшей подстанции. Применить конденсаторы связи СМР-55/-0,0044 (емкость 4400 пФ).

1. Определяются расчетные формулы для каждого случая по условию (см. п. 2.3.17)

Следовательно, для случая расположения разъединителя в 5 км от ближайшей подстанции расчетные формулы вносимого затухания, обусловленного шунтированием линейного тракта элементами ВЧ обхода при замкнутом линейном разъединителе - (2-31), а в 10 км - (2-33).

1. Место расположения разъединителя - в 5 км от подстанции

а. Схема ВЧ обхода (по рис. 2-39,а)

1. Для ВЧ обхода выбирается фильтр присоединения типа УФП-75 (по табл. 1-13) на диапазон 65 - 154 кГц при Z_ф.л = 400 Ом, а_ф.п = 1,74 дБ.

2. Заградитель BЧЗС-100, L = 1,3 мГ (см. табл. 1-9). Без элемента настройки затухание, вносимое заградителем, определяется по формуле (2-22)

где x = jωL = j2 ∙ 3,14 ∙ 100 ∙ 10³ ∙ 1,3 ∙ 10^-3 = j815 Ом.

С элементом настройки на полосу запирания 74 - 600 кГц затухание, вносимое заградителем, определяется по формуле (2-20)

Выбирается заградитель без элемента настройки.

3. Затухание, вносимое ВЧ обходом при разомкнутом линейном разъединителе, определяется по формуле (2-29)

а_обх = а_к + 2а_ф.л + а_з = 2,5 + 2 ∙ 1,74 + 0,5 = 6,5 дБ.

4. Затухание, обусловленное шунтированием линейного тракта элементами ВЧ обхода при замкнутом линейном разъединителе, определяется по формуле (2-31)

б. Схема ВЧ обхода (по рис. 2-39,б)

1. Характеристическое сопротивление Т-образного фильтра верхних частот выбирается равным Z_т = Z_л = 450 Ом.

2. Нижняя граничная частота фильтра верхних частот

3. Значение индуктивности катушки

4. Затухание, вносимое ВЧ обходом при разомкнутом линейном разъединителе, определяется по формуле (2-29)

а_обх = а_к + а_ф.ВЧ + а_з = 2,5 + 0,5 + 0,5 =3,5 дБ,

где а_ф.ВЧ определяется по формуле (2-26).

5. Затухание, обусловленное шунтированием линейного тракта элементами ВЧ обхода при замкнутом линейном разъединителе, определяется по формуле (2-32)

где  - активная составляющая полного сопротивления последовательного контура;

= 162 Ом - реактивная составляющая полного сопротивления последовательного контура на частоте 100 кГц;

 - добротность конденсатора связи.

II. Место расположения разъединителя - в 10 км от подстанции

а. Схема ВЧ обхода (по рис. 2-39,а)

1. Все элементы ВЧ обхода для данного случая выбираются так же, как и для расположения линейного разъединителя в 5 км от подстанции.

2. Затухание, обусловленное шунтированием линейного тракта элементами ВЧ обхода при замкнутом линейном разъединителе, определяются по формуле (2-33):

где

б. Схема ВЧ обхода (по рис. 2-39,б)

1. Все элементы ВЧ обхода для данного случая выбираются так же, как и для расположения линейного разъединителя в 5 км от подстанции.

2. Затухание, обусловленное шунтированием линейного тракта элементами ВЧ обхода при замкнутом линейном разъединителе, определяемое по формуле (2-33):

Рис. 1-1. Километрическое затухание симметричной ВЛ 35 кВ

Рис. 1-2. Километрическое затухание междуфазной волны для средней фазы нетранспонированной ВЛ 110 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 1-3. Километрическое затухание междуфазной волны для средней фазы нетранспонированной ВЛ 220 кВ с горизонтальным расположением фаз и для верхней фазы с треугольным расположением фаз

Рис. 1-4. Километрическое затухание междуфазной волны для средней фазы нетранспонированной ВЛ 330 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 1-5. Километрическое затухание междуфазной волны для средней фазы нетранспонированной ВЛ 500 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 1-6. Километрическое затухание междуфазной волны для верхней фазы нетранспонированной ВЛ 110 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 1-7. Километрическое затухание междуфазной волны для верхней фазы нетранспонированной ВЛ 330 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 1-8. Километрическое затухание симметричной ВЛ 110 кВ с горизонтальным расположением фаз

Pиc. 1-9. Километрическое затухание симметричной ВЛ 220 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 1-10. Километрическое затухание симметричной BЛ 110 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 1-11. Километрическое затухание симметричной ВЛ 220 кВ с вертикальным и треугольным расположением фаз

Рис. 1-12. Километрическое затухание симметричной ВЛ 110 кВ с вертикальным расположением фаз

Рис. 1-13. Километрическое затухание шестипроводной нетранспонированной ВЛ 110 - 220 кВ. Схема подключения фаза - фаза 1-4, 1-2, 4-5

Рис. 1-14. Километрическое затухание шестипроводной нетранспонированной ВЛ 330 кВ. Схема подключения фаза - фаза 1-4, 1-2, 4-5

Рис. 1-15. Километрическое затухание линейного тракта по транспонированной ВЛ 220 кВ с горизонтальным расположением фаз:

1 - присоединение фаза С - земля; 2 - присоединение фаза А - земля, фаза В - земля

Примечание. По оси l_макс определяется максимально допустимая длина ВЛ для соответствующей частоты по оси f

Рис. 1-16. Километрическое затухание линейного тракта по транспонированной ВЛ 330 кВ с горизонтальным расположением фаз:

1 - присоединение фаза С - земля; 2 - присоединение фаза А - земля, фаза В - земля; 3 - присоединение средняя фаза - земля на обоих концах

Примечание. По оси l_макс определяется максимально допустимая длина ВЛ для соответствующей частоты по оси f.

Рис. 1-17. Километрическое затухание линейного тракта по транспонированной ВЛ 500 кВ с горизонтальным расположением фаз

(Обозначения и примечание те же, что и на рис. 1-16)

Рис. 1-18. Километрическое затухание линейного тракта по транспонированной ВЛ 220 кВ с треугольным расположением фаз:

1 - присоединение фаза С - земля; 2 - присоединение фаза В - земля; 3 - присоединение фаза А - земля

Примечание. По оси l_макс определяется максимально допустимая длина ВЛ для соответствующей частоты по оси f.

Рис. 1-19. Километрическое затухание линейного тракта по транспонированной ВЛ 330 кВ с треугольным расположением фаз

(Обозначения и примечание те же, что и на рис. 1-18)

Рис. 1-20. Километрическое затухание внутрифазного тракта (провод - провод расщепленной фазы)

Рис. 1-21. Километрическое затухание неметаллических грозозащитных тросов, Схема подключения трос - трос, трос - земля; два троса - земля

Примечание. Пунктиром показана область резонансного увеличения затухания на ВЛ 500 - 750 кВ.

Рис. 1-22. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на проводах ВЛ 35 кВ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-23. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на проводах ВЛ 110 кВ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-24. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на проводах ВЛ 220 кВ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-25. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на проводах ВЛ 330 кВ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-26. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на проводах ВЛ 500 кВ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-27. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на проводах ВЛ 750 кВ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-28. Прирост затухания внутрифазного тракта от гололеда:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-29. Прирост затухания линейного тракта от гололеда на грозозащитных тросах ВЛ:

I, II, III, IV - районы по гололеду

Рис. 1-30. Зависимость коэффициента S от марки провода и толщины стенки гололеда

Рис. 1-31. Зависимость коэффициента m от частоты

Рис. 1-32. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры АСК-1

Рис. 1-33. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры АСК-3

Рис. 1-34. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры ВЧА-1ТФ, ВЧУ-1ТФ

Рис. 1-35. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры ВЧА-ЗТФ, ВЧУ-ЗТФ

Рис. 1-36. Зависимость Δf от р_меш для приемников аппаратуры АСК-РС, ТСД-70 и ДСГ-68

Рис. 1-37. Зависимость Δf от р_меш для приемников аппаратуры ВЧА-СЧ

Рис. 1-38. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры АСМ (опытные образцы), ЭПО-3, АРС-64

Рис. 1-39. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры КП-59 и ПУМ-61

Рис. 1-40. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры МК-60М

Рис. 1-41. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры АЗВ

Рис. 1-42. Зависимость Δf от р_меш для приемников аппаратуры ПВЗД и УПЗ-70 при работе с линейным фильтром (работа приемопередатчика на одной частоте и на сближенных частотах)

Рис. 1-43. Зависимость Δf от р_меш для приемников аппаратуры ПВЗД и УПЗ-70 при работе без линейного фильтра (с разносом частот передачи и приема не менее 10 %) и приемников аппаратуры ПВЗК

Рис. 1-44. Зависимость Δf от р_меш для приемников аппаратуры ВЧТО-М

Рис. 1-45. Зависимость Δf от Δр для приемников аппаратуры МПУ-12, КМК-64 и КМК-226

Рис. 1-46. Зависимость f от Δр для приемников аппаратуры B-12-3:

1 - для рабочей полосы частот 36 - 84 кГц; 2 - для рабочей полосы частот 92 - 143 кГц

Рис. 1-47. Расположение зеркального канала при работе с верхней или нижней боковыми полосами:

f_дм1 - частота первого демодулятора; f_б.в и f_б.н - верхняя и нижняя граничные частоты рабочей полосы приема; f_з.в и f_з.н - верхняя и нижняя граничные частоты зеркального канала

Рис. 1-48. К определению уровня мешающего сигнала:

а - передатчики полезного и мешающего сигналов расположены на различных объектах; б - передатчики полезного и мешающего сигналов расположены на одном объекте

Прд - передатчик; Прм - приемник

Рис. 1-49. Зависимость переходного затухания между фазами разных линий одного направления через шины подстанций от сопротивления заградителей

Рис. 1-50. Зависимость переходного затухания на ближнем конце, обусловленного электромагнитной связью, от ширины сближения ВЛ

Рис. 1-51. Поправка к значению переходного затухания на ближнем конце, обусловленного электромагнитной связью между линиями

Рис. 1-52. Эскиз косого сближения двух ВЛ

Рис. 1-53. Зависимость Δ₍₂₎А от значения А_п.б - А_эм.б

Рис. 1-54. Схема частотного деления электрической сети с разделительным ВЧ фильтром:

а - на ВЛ, не имеющих параллельного пробега; б - на ВЛ с параллельным пробегом

1 - ВЧ заградитель; 2 - реактор ВЧ заградителя; 3 - конденсатор связи; 4 - фильтр присоединения; 5 - ВЧ кабель; 6 - заземляющий нож

Рис. 1-55. Рекомендуемые схемы подключения искателя повреждений «ЛИДА»:

а - генератор подключается к выделенной фазе; б - генератор подключается параллельно ВЧ аппаратуре

Примечание. Пунктиром показаны заградители, которые устанавливаются в случаях, когда один заградитель не запирает всей полосы частот.

Pиc. 2-1. Зависимость уровня распределенных помех на фазных проводах ВЛ от значения

Рис. 2-2. Поправка к уровню распределенных помех на выходе ВЧ тракта с обходом на ВЛ с различными уровнями помех

Рис. 2-3. Поправка, учитывающая увеличение затухания линейного тракта по симметричным ВЛ 35 - 220 кВ из-за влияния земляной волны

Рис. 2-4. Принятая нумерация фазных проводов ВЛ; схемы транспозиции ВЛ:

а - схема расположения фаз; б - стандартная схема транспозиции на двух опорах; в - транспозиция на одной опоре

Рис. 2-5. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по крайним фазам нетранспонированных ВЛ 110 кB с горизонтальным расположением фаз

Рис. 2-6. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по крайним фазам нетранспонированных ВЛ 220 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 2-7. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по ВЛ 330 кВ с горизонтальным расположением фаз:

а - по крайним фазам нетранспонированных ВЛ; б - по транспонированным ВЛ

Рис. 2-8. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по ВЛ 500 кВ с горизонтальным расположением фаз;

а - по крайним фазам нетранспонированных ВЛ; б - по транспонированным ВЛ

Рис. 2-9. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по нижним фазам нетранспонированных ВЛ 110 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 2-10. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по нижним фазам нетранспонированных ВЛ 220 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 2-11. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по нижним фазам нетранспонированных ВЛ 330 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 2-12. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по нижней фазе нетранспонированных ВЛ 110 кВ с вертикальным расположением фаз

Рис. 2-13. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по нижней фазе нетранспонированных ВЛ 220 кВ с вертикальным расположением фаз

Рис. 2-14. Области частот, в которых допустима работа ВЧ каналов по нижней фазе нетранспонированных ВЛ 330 кВ с вертикальным расположением фаз

Рис. 2-15. Километрическое затухание линейного тракта при схеме присоединения нижняя фаза - земля несимметричной ВЛ 330 кВ с вертикальным расположением фаз для области частот 2 по рис. 2-14

Рис. 2-16. Километрическое затухание второго волнового канала нетранспонированной ВЛ 110 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 2-17. Километрическое затухание второго волнового канала нетранспонированной ВЛ 220 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 2-10. Километрическое затухание второго волнового канала нетранспонированной ВЛ 330 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 2-19. Километрическое затухание второго волнового канала нетранспонированной ВЛ 500 кВ с горизонтальным расположением фаз

Рис. 2-20. Километрическое затухание второго волнового канала нетранспонированной ВЛ 220 и 330 кВ с треугольным расположением фаз

Рис. 2-21. Зависимость значения Δ₍₂₎ от частоты и удельного сопротивления земли для ВЛ 330 кВ:

а - с горизонтальным расположением фаз; б - с треугольным расположением фаз

Рис. 2-22. Зависимость значения Δ₍₂₎ от частоты и удельного сопротивления земли для ВЛ 500 кВ:

Рис. 2-23. Зависимость затухания, вносимого заградителем, от сопротивления фильтра присоединения:

а - на ВЛ 35 - 220 кВ; б - на ВЛ 330 - 500 кВ

Рис. 2-24. Зависимость затухания, вносимого заградительной петлей во внутрифазный тракт, от сопротивления фильтра присоединения и относительной частоты

Рис. 2-25. Зависимость затухания, вносимого короткой кабельной вставкой в ВЧ тракт по ВЛ, от величины fl

Рис. 2-26. Схемы присоединения ВЧ аппаратуры к фазным проводам ВЛ:

а - фаза - земля; б - фаза - фаза одноцепной ВЛ; в - фаза - фаза двухцепной ВЛ; г, е - провод - провод расщепленной фазы с однофазными фильтрами присоединения; д - провод - провод расщепленной фазы с двухфазным фильтром присоединения

1 - ВЧ аппаратура; 2 - ВЧ заградитель; 3 - конденсатор связи; 4 - фильтр присоединения; 5 - заземляющий нож; 6 - ВЧ кабель; 7 - заградительная петля; 8 - провода расщепленной фазы

Рис. 2-27. Схемы присоединения ВЧ аппаратуры к проводящим грозозащитным тросам ВЛ:

а - трос - земля; б - два троса - земля с двумя устройствами присоединения; в - два троса - земля с одним устройством присоединения; г - трос - трос с однофазными фильтрами присоединения; д - трос - трос с двухфазным фильтром присоединения

1 - ВЧ аппаратура; 2 - ВЧ дроссель; 3 - конденсатор связи; 4 - фильтр присоединения; 5 - ВЧ кабель; 6 - заземляющий нож

Рис. 2-28. Схема подключения аппаратуры уплотнения к ВЧ обходу:

а - через Г-образный удлинитель; б - с разделительным фильтром

Рис. 2-29. Нерекомендуемая схема включения аппаратуры уплотнения на обходе

Рис. 2-30. Схема подключения аппаратуры связи монтера к ВЛ:

а - к грозозащитному стальному тросу; б - к фазным проводам на месте производства ремонтных работ; в - к разземленному грозозащитному сталеалюминиевому тросу

1 - вилитовый разрядник; 2 - дренажная катушка; 3 - заземляющий нож; 4 - ВЧ кабель; 5 - ВЧ разъем; 6 - приемопередатчик AСМ; 7 - переносный заградитель ПЗ-10; 8 - изоляторы; 9 - искровой промежуток; 10 - конденсатор связи; 11 - металлическая опора ВЛ

Рис. 2-31. Километрическое затухание ВЧ кабелей ФКБ, РК в ВКПАП

Рис. 2-32. Параллельное подключение аппаратуры каналов телефонной связи и телемеханики релейной защиты и противоаварийной автоматики

Рис. 2-33. Затухание, вносимое ответвлением, используемым для связи при схеме подключения фаза - земля:

К_отв - коэффициент отражения от места включения ответвления

Рис. 2-34. Затухание, вносимое ответвлением, используемым для связи при схеме подключения фаза - фаза;

К_отв - коэффициент отражения от места включения ответвления;
Z_ф.л - характеристическое сопротивление однофазного фильтра присоединения

Рис. 2-35. Зависимость затухания, вносимого ответвлением, от сопротивления заградителей, включенных в точке разветвления:

1 - при одном заградителе в рабочей фазе; 2 - при двух заградителях (один из них в рабочей фазе); 3 - при трех заградителях (во всех фазах)

Рис. 2-36. Максимальное затухание, вносимое необрабатываемым ответвлением, не используемым для организации связи

Рис. 2-37. Упрощенная схема ВЧ обхода:

ЗЗ - заземляющий заградитель

Рис. 2-38. Затухание ВЧ обхода с упрощенной схемой

Рис. 2-39. Принципиальная схема ВЧ обхода линейного разъединителя на трассе ВЛ:

а - с двумя фильтрами присоединения; б - по схеме Т-образного фильтра верхних частот

ВЗ - ВЧ заградитель; L - катушка индуктивности (используется от фильтра присоединения); ВД - ВЧ дроссель; ЛР - линейный разъединитель

Рис. 2-40. Номограмма для определения неравномерности затухания ВЧ тракта, обусловленной многократными отражениями междуфазной волны от места неоднородности

Примечание. Пунктиром показан порядок пользования номограммой.

Рис. 2-41. Зависимость коэффициента отражения от концов ВЛ от характеристического сопротивления фильтра присоединения:

1, 1 - нерабочие фазы отключены от подстанции (холостой ход); 2, 2' - нерабочие фазы заземлены; 1, 2 - схема присоединения фаза - земля; 1', 2' - схема присоединения фаза - фаза

Z_ф.л - характеристическое сопротивление однофазного фильтра присоединения

Примечания: 1. Расчетные значения К принимаются по сплошным линиям. 2. Кривые построены для Z_з = 500 Ом.

Рис. 2-42. Номограмма для определения неравномерности затухания ВЧ тракта в полосе 3 кГц

Примечание. Пунктиром показан порядок пользования номограммой.

Рис. 4-1. Блок 110 кВ (линия - трансформатор)

Рис. 4-2. Схема ВЧ каналов (к примеру № 2)

Рис. 4-3. Схема ВЧ каналов (к примеру № 3)

Рис. 4-4. График распределения частот (к примеру № 3)

ЧАСТЬ II.
АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ЭВМ

Глава 5.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ОБ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ И КАНАЛАХ СВЯЗИ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Проводится систематизация исходных данных, используемых при выборе частот каналов ВЛ связи по проводам ВЛ в энергосистемах. Избегая графического способа задания информации, всю используемую информацию задаем в виде таблиц или чисел.

Для конкретизации энергосистемы и каналов связи по ВЧ приведены четыре числовые таблицы. Другие четыре таблицы, вне зависимости от конкретных особенностей энергосистемы и структуры каналов связи содержат сведения, необходимые при распределении частот, о типах подстанций и ВЛ и о ВЧ аппаратуре.

Формулируется задача анализа распределения частот ВЧ каналов по проводам ВЛ и приводятся расчетные формулы для помех на входе приемников, используемые для любой пары передатчик-приемник другого канала.

5.1. Систематизация исходных материалов для энергосистемы и каналов связи

5.1.1. Выполняется нумерация подстанций в энергосистеме. Порядок нумерации произволен, но дальнейшим изменениям не подлежат. Общее число подстанций в энергосистеме обозначается через P. Каждому целому числу, не превосходящему Р, соответствует в энергосистеме одна из подстанций со сборными шинами разных напряжений.

5.1.2. Для всех ВЛ в энергосистеме составляется табл. 5-1.

Таблица 5-1

Матрица линий ML

При составлении табл. 5-1 соблюдаются следующие правила.

Длина ВЛ должна составить целое число, без дробных долей.

Класс напряжения линии обозначается в соответствии с табл. 5-5.

Отпайки, учитываемые в третьем и четвертом столбцах табл. 5-1, являются элементами затухания соответствующих ВЛ и не входят в электрическую схему энергосистемы. Каналы связи по этим отпайкам в анализе распределения частот не участвуют.

При необходимости рассматривать отпайку не как элемент затухания сквозной ВЛ, а как еще одну линию, рекомендуется линию с отпайкой заменять тремя линиями: 1) отпаечной; 2) частью сквозной линий до отпайки; 3) частью сквозной линии после отпайки. Эти три ВЛ будут занимать три строки табл. 5-1.

Общая точка этих трех линий должна при этом рассматриваться как подстанция энергосистемы и входить в общую нумерацию (от 1 до Р) подстанций, определенную в п. 5.1.1.

При отсутствии (или узкополосной настройке) ВЧ заградителей на ВЛ в пятом и шестом столбцах ставятся нули. Наличие заградителей в крайних фазах линии можно не принимать во внимание.

Марка провода и расщепления фазы определяется в соответствии с табл. 5-8, причем в седьмом столбце табл. 5-1 ставится номер соответствующего столбца табл. 5-8.

Тип профиля линии задается в соответствий с разд. 5.2.

Порядок заполнения табл. 5-1 построчный, каждая строка соответствует одной ВЛ. Последовательность заполнения строк матрицы ML определяет нумерацию ВЛ в энергосистеме (номера линий в табл. 5-1 не входят). В данной задаче эта нумерация не подлежит изменениям. Общее число ВЛ в энергосистеме, равное количеству строк в табл. 5-1, обозначается через L.

5.1.3. Каждый канал ВЧ связи в энергосистеме, в том числе имеющий промежуточные усилители, разделяется на независимо рассматриваемые простые каналы, каждый из которых имеет один передатчик и один приемник. Каждый простой канал связи, если он дуплексный, рассматривается как пара симплексных каналов ВЧ связи со встречными направлениями передачи. Каждый такой симплексный канал связи задается как совокупность передатчика и приемника с фиксированными точками их подключения в энергосистеме. Трасса передачи рабочего сигнала, а также селективной помехи не фиксируется в числовом интервале, а находится АЛГОЛ-программой.

Для всех симплексных каналов связи энергосистемы, выделенных указанным образом из реально работающих или запроектированных каналов связи энергосистемы, составляется табл. 5-2.

Номер подстанции, на которой работает передатчик либо приемник, соответствует нумерации, выполненной в п. 5.1.1; номер линии, на которую работает передатчик либо приемник, соответствует нумерации, выполненной в п. 5.1.3. Нумерация фаз выполняется таким образом, чтобы средняя фаза имела номер 2. Нумерация фаз на разных подстанциях осуществляется независимо, без согласования.

Тип аппаратуры, на которой работает приемник либо передатчик, задается номером в соответствии с нумерацией табл. 5-9.

Таблица 5-2

Матрица каналов МК

Числа в восьмом столбце табл. 5-2 должны быть разными если соответствующие каналы не связаны переприемом без смены частот. Этими числами могут служить номера таких каналов.

Если два канала связаны переприемом без смены частот, то у них должны совпадать числа, стоящие в восьмом столбце табл. 5-2.

Наличие усилителя мощности отмечается единицей в девятом столбце табл. 5-2, отсутствие усилителя - нулем.

Таблица 5-3

Матрица электромагнитных влияний ЭМ

Частотой канала (в кГц) считается левая (минимальная) граница полосы передачи-приема.

Таблица 5-2 заполняется построчно, каждая строка соответствует одному симплексному каналу связи. Последовательность заполнения строк определяет нумерацию симплексных каналов, которая не подлежит дальнейшим изменениям в данной задаче.

Общее число симплексных каналов связи в энергосистеме, равное количеству строк в табл. 5-2, обозначается через G.

5.1.4. Для всех случаев параллельного пробега ВЛ на подходах к подстанциям, если ширина (длина) сближения невелика (немала), составляется табл. 5-3.

Все числа, составляющие табл. 5-3, целые.

Таблица 5-3 заполняется построчно, каждая строка соответствует определенному случаю параллельного пробега пары ВЛ на подходе к подстанции. Нумерация таких случаев, т.е. порядок заполнения строк табл. 5-3, значения не имеет. Общее число параллельных пробегов ВЛ на подходах к подстанциям, равное количеству строк в табл. 5-3, обозначается через В.

Если две цепи двухцепной ВЛ рассматривается как две линии с разными номерами, входящими в нумерацию от 1 до L, то ширина сближения этих линий должна быть принята 10 м и соответствующая строка должна входить в табл. 5-3.

5.1.5. Для всех ВЧ обходов тип подстанций энергосистемы составляется матрица ОБ (табл. 5-4). Все числа в этой таблице целые.

Таблица 5-4 заполняется построчно, каждому обходу соответствует определенная строка. Нумерация обходов, задаваемая последовательностью заполнения матрицы ОБ, не имеет значения. Общее число обходов, равное числу строк матрицы ОБ, обозначается через А.

5.1.6. Вводится число Т, которое учитывает уровень гололеда в районе энергосистемы. Если гололед отсутствует или район по гололеду I или II, то Т = 0; если район по гололеду III или IV, то Т = 1.

5.1.7. Анализ распределения частот ВЧ каналов связи, автоматики, телемеханики и релейной защиты в энергосистеме осуществляется АЛГОЛ-программой без использования каких-либо данных об энергосистеме и каналах связи, кроме указанных в пп. 5.1.1 - 5.1.6.

Таким образом, полный объем исходной информации для анализа распределения частот в энергосистеме составляют числа Р, Т и матрицы ML, MK, ЭМ, OБ (с числом строк L, G, В, А соответственно).

Таблица 5-4

Матрица обходов ОБ

5.1.8. В расчет по АЛГОЛ-программе анализа распределения частот энергосистемы дополнительно вводится параметр F, характеризующий учет запаса по перекрываемому затуханию ВЧ каналов. Если расчет ведется по наихудшим погодным условиям, то уровень приема рабочего сигнала всех ВЧ каналов минимален, запас по перекрываемому затуханию исчерпан; этому соответствует величина F = 0. Если расчет ведется по среднепогодным условиям, то уровень приема рабочего сигнала всех ВЧ каналов превосходит минимальный уровень на величину запаса (с учетом гололеда); этому соответствует величина F = 1.

5.2. Сведения о существующих типах подстанций и линий электропередачи

5.2.1. При заполнении матрицы ML (см. табл. 5-1) используется условный код (номер) для основных параметров ВЛ. Существующие классы напряжения ВЛ и шин подстанций нумеруются в порядке возрастания в соответствии с табл. 5-5, которая используется при заполнении второго столбца матрицы ML.

5.2.2. Типы профилей ВЛ кодируются (нумеруются) в соответствии с табл. 5-6, которая используется при заполнении восьмого столбца матрицы ML.

Таблица 5-5

Номера классов напряжения

Таблица 5-6

Номера типов профиля ВЛ

5.2.3. Переходные затухания между шинами разных классов напряжения на подстанциях предполагаются независимыми от частоты, вида электрической схемы подстанции, емкости шин и оборудования высокого напряжения, а также от количества отходящих ВЛ. Эти переходные затухания задаются матрицей ZШ, представленной в табл. 5-7.

Таблица 5-7

Матрица ZШ затухание между шинами

5.2.4. Переходное затухание между ВЛ на подстанции определяется как сумма переходного затухания между шинами соответствующих классов напряжения, определенного по п. 5.2.3, и затуханий, внесенных ВЧ заградителями этих ВЛ. Вносимое ВЧ заградителем затухание принимается равным единице в полосе заграждения и нулю вне полосы заграждения.

Минимальная и максимальная частоты (кГц) полосы заграждения ВЧ заградителей на L-й ВЛ задаются, соответственно пятым и шестым элементами L-й строки матрицы ML.

5.2.5. Переходное затухание между ВЛ, связанными ВЧ обходом на подстанции, принимается равным 0,8 независимо от частоты, а при отсутствия ВЧ обхода определяется по пп. 5.2.3 и 5.2.4, элементом Ш табл. 5-7, соответствующим классу напряжения этих ВЛ, а затуханиями З₁, З₂ ВЧ заградителей этих ВЛ на рассматриваемой частоте. Оба этих случая охватываются единой расчетной формулой

                                                                (5-1)

где Y - признак наличия ВЧ обхода. Если рассматриваемые линии связаны ВЧ обходом, то Y = 1, в противном случае Y = 0. To или иное значение Y определяется АЛГОЛ-программой для каждой пары линий любой подстанции на основе числовых данных в табл. 5-4.

5.2.6. Если рассматриваемая пара ВЛ на подходе к рассматриваемой подстанции имеет параллельный пробег (сближение) ширины Q, что фиксируется соответствующей строкой табл. 5-3, то в расчет вводится дополнительный переход с линии на линию, имеющий затухание

                                                                                   (5-2)

Результирующее с учетом (5-2) и (5-1) переходное затухание между ВЛ на подстанции вычисляется по формуле

                                                                                 (5-3)

5.2.7. Переходное затухание, вносимое ВЛ номер L (она задана L-й строкой табл. 5-1), вычисляется по формуле

                                        (5-4)

где l - длина линии (1-й элемент L-й строки матрицы МL);

N₁ - число отпаек обработанных (третий элемент L-й строки матрицы МL);

N₂ - число отпаек необработанных (четвертый элемент L-й строки матрицы МL);

k₁ - соответствующий марке провода и расщепления фазы (7-му элементу L-й строки матрицы МL) коэффициент из табл. 5-8. и, наконец, в формуле (5-4) коэффициент k₂ соответствует типу профиля линии (восьмому элементу L-й строки матрицы МL). Значение коэффициента k₂ выбирается из табл. 5-9, причем номер строки этой таблицы устанавливается с использованием табл. 5-5, а номер столбца табл. 5-9 - с использованием табл. 5-6.

Таблица 5-8

Марки провода и расщепленной фазы

Таблица 5-9

Зависимость километрического затухания от типа профиля ВЛ

5.3. Данные о типах высокочастотной аппаратуры

5.3.1. Произведена нумерация типов аппаратуры ВЧ связи, автоматики, телемеханики в релейной защиты в соответствии с табл. 5-10.

5.3.2. Для каждого типа аппаратуры в расчете используются уровни передачи и приема, количество подканалов связи в одном комплекте аппаратуры, запас по перекрываемому затуханию. Для гололедных районов III и IV (Т = 1) запас по перекрываемому затуханию увеличивается на 0,5.

5.3.3. Минимальный уровень приема превышает уровень помех от короны на три (для аппаратуры телефонной связи), на две (для аппаратуры релейной защиты), на одну единицу (для аппаратуры телеотключения и телесигнализации). Соотношение сигнал - селективная помеха должно быть выше еще на одну единицу (Нп).

5.3.4. Уровень помех от короны фиксируется для ВЛ 500 кВ и снижается с понижением класса напряжения ВЛ; в соответствии с этим снижается минимальный уровень приема сигналов. Количественно это снижение выражается формулой

4 - υ, если υ < 4,                                                                                           (5-5)

где υ - номер класса напряжения ВЛ.

Таблица 5-10

Нумерация типов аппаратуры

5.3.5. Кривая избирательности приемника ВЧ аппаратура задается как ломаная, причем для каждого типа аппаратуры на кривой избирательности берется пять точек, между ними осуществляется линейная интерполяция, до первой из указанных точек выполняется экстраполяция постоянными значениями.

5.3.6. Для всех типов ВЧ аппаратуры, применяемой в энергосистемах, составлена матрица АП, данная в табл. 5-11. Каждая строка этой таблицы соответствует определенному типу аппаратуры, нумерация строк определяется до табл. 5-10. Общее число строк в табл. 5-11 равно 20; в ней содержатся сведения о ВЧ аппаратуре, которые используются АЛГОЛ-программой при распределении частот в любой энергосистеме.

5.4. Формулы для расчета помех передаче и приему в каналах высокочастотной связи энергосистем

5.4.1. Каждый передатчик ВЧ аппаратуры связи при работе воздействует не только на собственный приемник, но также на передатчики и приемники других каналов связи, имеющих близкие рабочие частоты и расположенных на близлежащих подстанциях в ВЛ. Таким образом создается селективная помеха, которая может исключить возможность нормальной совместной работы каналов связи энергосистемы. Анализ распределения частот ВЧ связи в энергосистеме должен выявить все такие случаи несовместности каналов связи в энергосистеме, а также проверить работоспособность каждого из каналов связи, т.е. достаточно высокий уровень приема рабочего сигнала, позволяющий отстроиться от распределенных помех, создаваемых в каналах связи коронированием проводов ВЛ.