Файл: Быховский Я.Л. Высокочастотная связь в энергосистемах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 149

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Перц распространяет анализ составляющих на многопроводную линию любого (переменного или постоянного) тока с расщеплением фазы иа четыре, три и два изолированных провода. При анализе составляющих каждый «пучок» расщепления рассматривается как отдельная система, наводящая пренебрежимо малые токи иа осталь­

ные «пучки» (т.

е. фазы

или полюса ВЛ).

Кроме

того, разница

в высоте подвеса

каждого

провода «пучка»

также

не принимается

во внимание (поскольку они равномерно расположены вокруг вооб­ ражаемой осп этого пучка). В четырехпроводиом пучке рассматри­ ваются четыре волновых капала, в трехпроводпом — три, в двух­ проводном— два. При этом в каждом случае волновой канал с пап-

 

г)

 

 

 

3)

е)

Рис. 6-2. Схемы

в. ч. присоединения к проводам фазы ВЛ,

расщепленной

на

четыре

изолированных провода. Высота

подвеса

фазы

16,2

м; разнос проводов в пучке расщепления

45 см;

диаметр

провода

22,8 мм; 2,- — входное

сопротив­

ление (провод—земля).

 

 

высшим

номером является

каналом земляного

возврата, т. е. в нем

токи

во

всех проводах направлены одинаково с возвратом через

землю

(этот

путь для связи по

расщепленной

фазе непригоден: он

по существу

эквивалентен

схеме

присоединения фаза — земля).

На

рис.

6-2 показаны

способы 'Присоединения к четырехпровод-

ному пучку расщепления с указанием волновых сопротивлений об­

разующихся при этом трактов. Волновые

каналы

2,

3

совпадают,

соответственно,

с 'изображениями рис. 6-2

(канал

1)

и

рис. 6-2,а и

6-2,6

(каналы

2, 3). Присоединения рис.

6-2,а и 6-2,6

равноценны,

схема

рис. 6-2,е особых преимуществ по сравнению с

предыдущими

не имеет; все они создают составляющие

каналов

2. и 3. В

схеме

рис. 6-2,г и 6-2,<5 создаются составляющие

каналов

1,

2

и 3.

Схема

присоединения, создающая лишь составляющую канала 1 (рис. 6-2,е), малоинтересна вследствие малого волнового сопротивления.

69


ha практике в схемах следует ожидать

затухания

примерно

0,06

дб/км

на частоте

100 кгц. Наиболее удобными

являются схемы

рис.

6-2,а и б вследствие того, что в них требуется

наименьшее ко­

личество

устройств обработки

и защиты и,

кроме

того,

в «их не

имеет места взаимодействие каналов.

 

 

 

В трехпроводиом пучке рационально использование присоеди­

нения между двумя из трех

проводов с изоляцией третьего про­

вода

(эта схема эквивалентная

рис. 6-2,а). В случае присоединения

два

провода — третий

система

оказывается

.несбалансированной и

поэтому лишенной некоторых упоминавшихся выше преимуществ

рассматриваемого

вида

связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дву.хпроводиый пучок па ВЛ переменного

тока

анализируется

аналогично

тому,

что

было

показано

 

для ВЛ

постоянного

тока.

В [44] приводятся

следующие

данные

о

затухании

в. ч.

 

канала

по расщепленной на два провода фазе

ВЛ

(разнос проводов

в пуч­

ке 45 см, диаметр каждого провода 42 мм):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затухание

 

 

 

 

 

 

Частота,

кгц

 

 

 

дб/км

 

 

 

 

мнеп/мк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

0,019

 

 

 

 

2,18

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

0,0268

 

 

 

 

3,08

 

 

 

 

 

 

1 000

 

 

 

0,06

 

 

 

 

 

6,9

 

 

 

 

 

 

 

10 000

 

 

 

 

0,19

 

 

 

 

 

21,8

 

 

 

 

 

Согласно

[Л. 37] километрическое

затухание

аналогичного

в. ч.

канала на ВЛ 380 кв составляет на частоте

100 кгц 7 мнеп/км,

на

частоте'300 кгц 15

мнеп/км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В [Л. 37, 38] говорится о предполагаемом

снижении

уровня по­

мех от короны в рассматриваемом

виде

связи по сравнению с обыч­

ной в. ч. связью

по

ВЛ. Однако

результаты

экспериментальных

исследований

советских

специалистов

показали

обратное:

уровень

в. ч. помех от короны

между

изолированными

проводами

расщеп­

ленной фазы на средних частотах

в. ч. диапазона

примерно

на

0,6 неп (5 дб)

выше, чем между

каждой

фазой и землей

[Л. 39],

что аналитически доказывается авторами последней работы

с

уче­

том следующих

соображений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В многопроводной линии емкости между проводами расщеплен­

ной фазы

и

между

одним

проводом

и

землей

много

выше, чем

емкости между фазами ВЛ. Токи помех, наводимые с коронирующих проводов ВЛ на другие ее провода и землю, пропорциональны вза­ имным емкостям между этими элементами. При этом наличие остальных фаз должно приниматься во внимание лишь при расчете затухания помех на длинных ВЛ.

Расчет в. ч. помех между

проводами расщепленной фазы, а так­

же проводом расщепленной

фазы и землей показывает разницу

(в сторону увеличения) по сравнению с каналом фаза—земля на 0,5—0,7 неп. Сомнительность снижения помех от короны в в. ч. ка­ налах по расщепленной фазе отмечают также французские иссле­ дователи Лефевр и Гари.

Австралийский специалист Труполд указывает, что использова­ ние в. ч. каналов по расщепленной фазе не представляется возмож­ ным для в. ч. защиты, поскольку к. з. на землю этой фазы пол-

70


мостыо выводит из строя такие каналы в отличие от обычных в. ч. каналов по ВЛ.

Все зарубежные исследователи отмечают необходимость допол­ нительных экспериментальных исследований для определения влия­ ния гололеда и других условий погоды на характеристики в. ч. ка­ налов по расщепленной фазе, выбора наиболее экономичных кон­ струкций распорок и других элементов ВЛ, сопоставления различных схем присоединения в многопроводных пучках расщепления, опре­ деления взаимного влияния расщепленных фаз и решения ряда важ­ ных вопросов, которые возникают при сопоставлении связи по рас­ щепленной фазе с другими видами в. ч. связи по ВЛ.

В СССР практическое осуществление такой способ связи полу­ чил в конце 60-х годов [Л. 40]. Этому способствовало то, что 'изо­ ляция -проводов фазы друг от друга оказалась необходимой также для облегчения плавки гололеда на фазных проводах. Если изоли­ рующие распорки выполнены из диэлектрика с малыми потерями на высоких частотах, то затухание канала связи по проводам рас­

щепленной фазы будет определяться только

-потерями в

проводах,

так

как потери в земле

благодаря небольшому

расстоянию между

проводами практически отсутствуют.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим,

например,

параметры

 

фазы

с

проводом

2АСО-300Х40.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волновое

сопротивление двухпроводной линии

 

 

 

Zc

= 120 In

~

= 120 In , 4 Q ? 5

=

380 ом,

(6-1)

где

а—расстояние

между

проводами;

г — радиус провода.

 

Сопротивление активных потерь в проводе с учетом поверхно­

стного эффекта и коэффициента

скрутки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rf = 0,89VWc

 

 

 

 

 

 

(6-2)

где

R;—сопротивление

провода

на частоте f ом/км;

f — частота, кгц;

Ro—-сопротивление

постоянному

току,

ом/км,

 

гладкого

алюминие­

вого

провода

с радиусом,

равным радиусу

провода ВЛ.

 

 

В данном случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,03-1 000

_

30

 

 

 

 

 

 

 

 

=

3,14-16,752

3,14-282

=

0 ' 0

3

3 8

о м

/ к м -

 

Для частоты / =

100 кгц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tfI0O

= 0,89 У\00-0,0338

=

1,65

 

ом/км.

 

 

Коэффициент затухания на этой частоте

 

 

 

 

 

 

 

 

2Rf

=

3,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а =

 

~TQQ- = 4,33

мнеп/км.

 

(6-3)

Столь малая величина кплометрического затухания является,

однако, лишь теоретически

возможным

нижним

пределом. На опыт­

ном канале связи по расщепленной фазе одной из отечественных линий 330 кв длиной 129 км измеренная величина кплометрического затухания по частоте 100 кгц составила около 20 мнеп/км, т. е. поч­

ти в 5 раз больше расчетной.

Это объясняется тем, что в качестве

изолирующих

распорок

были

применены

изоляторы

типа ЛС-6

с большими

активными

потерями при токах

высокой

частоты.

71



Таким образом, проблема связи по расщепленной фазе сводится к проблеме создания изолирующей распорки с малыми потерями на

высоких частотах и достаточной механической

и электрической проч­

ностью. Распорки

должны выдерживать

разность потенциалов меж­

ду проводами фазы при плавке гололеда

и при аварийных режимах.

Наибольшая разность потенциалов на распорке будет наблю­

даться при к. з. одного

провода расщепленной

фазы в средней точ-

 

 

Ui

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

\ux

 

 

 

ц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

'

 

Рис. 6-3. Схема к расчету разности потенциалов па изо­

лирующей распорке.

 

 

 

 

 

 

ке линии. Упрощенная расчетная схема

для

этого случая показ'апа

на 'рис. 6-3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Если обозначить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zi =/«/. /;

Z2 =/u)M/,

 

(6-4)

где L — индуктивность

петли

провод — земля, ен/ot;

М — взаимо­

индукция между проводами фазы, гн/км;

I — половина

длины линии;

ы = 314, то можно

составить

следующую

систему уравнений:

- .

 

£/, =

/ ,Z,

+ / , Z 2 ;

 

 

 

 

 

c/2 = / , ( Z , - Z 2 ) ;

I

 

 

 

 

с/3 = /, ( Z , - Z 2 ) ; j.

 

(6-5)

 

 

f / = / , Z 2

— / 2 Z , ;

I

 

 

и — и, = u2 + u3 )

Решая эту систему, получаем:

/ 2 = З Л ;

 

 

 

 

 

C/1 =/1 (Z1

+ 3Z2 );

 

 

 

 

U=Ji(3Zl

+ Z2);

 

 

 

 

 

Ux

2 ( Z , - Z 2 )

2 ( 1

in)

 

U

3Z, +

z 2

3

4 - и

где

 

 

 

М_

 

 

 

ъ

_

 

 

M

= - z T ~

L

 

Для указанной выше конструкции фазы при средней высоте подвеса над землей 12 м L=14,8-!l0~/ ' ек/кл1; М = 8 , 2 - 1 0 - 4 гн\кщ /п=0,554; 6^= С/-0,218.

72