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
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