Файл: Быховский Я.Л. Высокочастотная связь в энергосистемах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 1
висимымм волновыми каналами. Более того, при наличии на лиши! одной волновой составляющей точка неоднородности не только от ражает данную составляющую, но также и генерирует другие -волно вые составляющие. Эта трудность преодолевается преобразованием системы фазных проводов в систему волновых каналов, определяе мую нормализованной матрицей векторных составляющих, а затем применением общих уравнений двухконцевых цепей к полученной системе волновых каналов. Этот метод распространяется на шунтовые и последовательные повреждения, а также транспозиции.
Ниже приводятся основные этапы анализа влияния любой не однородности на характеристику в. ч. тракта.
ВЛ, свободная от отражений. Фазные величины на передающем конце ВЛ могут рассчитываться непосредственно из (3-25). В ряде
случаев |
фазы, неиспользуемые |
|
для в. ч. связи, могут |
быть |
либо |
||||||||||
разомкнуты (если |
они обработаны |
в. ч. заградителями), |
либо |
прак |
|||||||||||
тически |
заземлены |
(через |
емкость |
шин подстанции) |
для |
высоких |
|||||||||
частот. |
Если |
неиспользуемая |
для связи |
фаза |
линии |
разомкнута |
|||||||||
(/л='0), уравнения (3-25) приводятся |
к двум или к одному |
уравне |
|||||||||||||
нию. Например, если передатчик подключен к средней |
фазе |
и по |
|||||||||||||
дает на нее напряжение |
I/,-, имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
У 1 = |
(/г; |
/ , = / 3 = |
0; |
/ s = |
4 f - ; |
Я< = |
- ^ - . |
|
|
(3-43) |
||||
Для трехфазной ВЛ без грозозащитных |
тросов |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
A = Zu = Zss', |
B = Z i 2 = Z 2 i = Z 3 3 = Z33; |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
C = Z i 3 = Z 3 i ; |
|
D = Z'±z. |
|
|
|
|
|
|||||
Из уравнений (3-41) |
и (3-43) |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
; Р > = 0 ; / } ' > — / | » > |
— |
^ Ъ у у |
|
|
(3-44) |
||||||||
Волновые |
составляющие |
тока в крайних фазах рассчитываются |
|||||||||||||
из уравнений |
(3-38) — (3-40) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
/<2 >k =/f) = |
0; i^ |
= pI0). |
/<'> =/('>; Д З ) ^ ^ ) . |
im^/W. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3-45) |
Волновые составляющие напряжения рассчитываются для каж |
|||||||||||||||
дой фазы умножением |
токовых |
составляющих |
уравнения |
(3-44) и |
|||||||||||
(3-43) на соответствующие |
волновые |
полные сопротивления |
|
||||||||||||
|
|
|
|
U{kn) = |
Z(")l[n). |
|
|
|
|
(3-46) |
|||||
Фазные напряжения |
могут |
рассчитываться |
или из |
уравнений |
|||||||||||
(3-25) и |
(3-43), или сложением |
|
соответствующих волновых |
состав |
|||||||||||
ляющих напряжений из уравнения (3-46) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Uh^U^ |
|
|
|
|
+ U[3K |
|
|
(3-47) |
||||
Волновые составляющие мощности выражаются через входную мощность Pi [см. уравнение (3-43)]
Р(п) |
|
|
Р(п) = -р^ |
Pt = т)'.п)Я4, |
(3-48) |
24
где 11'"' — к. п. д. «присоединения» канала п. Из уравнений (3-43), (3-44) и (3-48) получим:
7i(') = |
Z(1 )-( I + / > « + ! ) |
UP)* |
2 + Р' |
ze: |
|
|
|
|
Pi |
|
(д-р)" |
|
|
|
7](=) = 2(2) |
2 ( / { 2 ) ) г |
• = 0: |
|
(3-49) |
|
|
P i |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
7](3) = |
Z<3) • |
|
|
2 + ? 2 |
Z(3) |
|
Яг |
|
|
D |
|
||
|
|
|
|
|
||
При известных |
величинах коэффициентов |
затухания |
а'1', а(2> и |
|||
а< 3 ) падающая мощность на расстоянии I от передатчика |
равна: |
|||||
Р (/) = Р0) (/) + Р ( 2 |
) (/) + Ж 3 |
) ( / ) : ;(Ч<%-*»( , ) < |
+ |
|||
|
+ |
-г)(=)е -2 а ( 2 ) ' + Ч ( 3 ) е - 2 а ( 3 ) ' ) Pt. |
(3-50) |
|||
Волновые составляющие фазных токов на расстоянии / равны:
|
|
|
|
|
|
= 4В ><?-»( Я ) ' ; |
|
|
(3-51) |
||
|
|
(/(«) (/) = 4 « ) 4 » ) |
(/) = |
С У £ П > * - « ( Я > ' . |
|
|
|||||
|
Аналогичные методы могут использоваться при высокочастот |
||||||||||
ном |
заземлении |
неиспользуемых |
фаз. В этом случае |
удобнее 'начи |
|||||||
нать расчет с волновых составляющих |
напряжения. Так, например, |
||||||||||
при |
подаче в. ч. сигнала на среднюю |
фазу и заземление двух край |
|||||||||
них |
фаз имеем |
[/i= . £ / 3 = 0 |
(приложенное напряжение |
{Л=.£/г). |
|||||||
|
После расчета |
волновых |
составляющих напряжения |
уравнения |
|||||||
(3-46) рассчитываются токовые |
составляющие. |
Далее |
выполняются |
||||||||
все этапы анализа |
предыдущего случая. |
|
|
|
|
||||||
|
Передающий |
конец в. ч. тракта. Применив |
матрицу |
преобразо |
|||||||
ваний фазных значений в волновые |
из уравнения (3-42) |
и обозна |
|||||||||
чив ее |
|
|
|
|
|
1 I |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
М\ |
= |
|
О q |
|
|
(3-52) |
||
|
|
|
|
|
|
|
• 1 |
1 |
|
|
|
можно рассчитать |
значения |
волновых |
составляющих |
на каждой |
|||||||
фазе линии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет волновых составляющих |
для схемы |
рис. 3-1,ж должен |
||||||||
производиться при следующих граничных условиях: |
|
|
|||||||||
|
|
|
•£/* =-£/3=,С/,-; |
:Uz=Q\ |
|
|
(3-53) |
||||
|
U\l)=-f=p-Uu |
|
^ = 0 ; |
u\*> = -^Ut. |
(3-54) |
||||||
|
Все волновые составляющие фазных токов и 'напряжений рас |
||||||||||
считываются из уравнений |
(3-54) |
и (3-46), а также уравнений пре |
|||||||||
образования для каждой фазы |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
\иь\ |
= \М\.]и^\; |
/ я = | / И | . | 4 л > | . |
|
(3-55) |
|||||
25
Так, для волновых составляющих тока первой фазы мы полу чаем:
/!"/12>/<3> |
|
/{'> 0 0 |
|
|
4'>42>43> |
= | ж | . |
0 |
/«2 > 0 |
(3-56) |
|
|
0 |
0 /<3 ) |
|
Аналогичные соотношения имеют место для составляющих фаз ных напряжений.
Волновые составляющие входной мощности />,•<") и к. п. д. схе мы присоединения т|<"> равны:
/><.» = (2 + /Я) ZC) ( / j 0 ) 2 ; |
Я! 2 ' = |
0; Р\3) = |
( 2 + q* ) Z{>) (/<3))2; |
|
|
|
|
|
(3-57) |
f 2qZ(s) — pZO) |
u? |
|
|
|
9 — P |
г с ) - 1 г ( » ) = = 2 ( у » + у " ) |
( 3 " 5 8 ) |
||
p('0 |
|
p('0 |
|
|
Y](") = p t |
~ />(' ) |
_|_ /5(2) + |
/3(3) |
(3-59) |
|
||||
Транспозиции. Для последовательности фаз слева от транспо зиции сумма падающих и отраженных фазных величии должна быть равна сумме преломленных величии
Л |
+ /'г |
= /"а |
|
|
/ 2 |
(3-60) |
|||
1М + | / ' , 1 | = | / « 1 ; |
(3-61) |
|||
1^1 + |
1 ^ 1 = |
1 ^ 1 |
||
|
||||
где индексы 1, 2, 3 означают последовательность фаз слева от транспозиции; отсутствие штриха, одни штрих и два штриха — соот ветственно падающие, отраженные н преломленные значения токов и 'напряжений; индекс t означает, что последовательность фаз транс понирована.
По обе стороны от транспозиции линия имеет одни и те же па раметры, следовательно, из уравнений ( 3-60) и( 3-61), а также ряда предыдущих положений имеем условие полярности отраженных зна чений
|
14.1 = |
1 ^ 1 - 1 ^ 1 |
; |
л |
|
||
|
\1'ъ\ |
= |
\Ук1\и\\; |
|
\ |
(3-62) |
|
|
\1"к\ |
= \Уп\-\игк\; |
|
J |
|
||
(I Ун I + |
I YtK |
|) • | U'h | = |
(| Yh | - |
| Yn I)-1 U* I; |
(3-63) |
||
(\Yk\ |
+ \Yth\)-\U"h\ |
= |
2lYhl-\Uh\ |
(3-64) |
|||
26
либо в раскрытой |
форме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 У„ |
У « + У „ |
У » + |
У » |
У " з |
|
У „ |
У.2 У » |
у . |
|
|||||
|
|
|
||||||||||||
5'l2 + У1З Уц + |
У22 |
|
|
|
У " , |
— 2 |
у « |
У 2 2 |
У,2 |
у » |
• (3-65) |
|||
У\2~\~ ^13 2У |
Уи + |
у 2 2 |
£/"2 |
|
у » |
У » |
У и |
и3 |
|
|||||
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
||||
Приемный |
конец |
в. ч. тракта. Узловые напряжения щ, |
н токи |
|||||||||||
I/, могут |
быть выражены |
через |
падающие |
значения |
Ui, |
и //, |
|
|||||||
- Уп |
У, 2 |
Ун |
|
+ |
'Уг |
о о |
«1 |
|
|
|
|
/1 |
|
|
у . . |
У 2 2 |
У. 2 |
|
0 |
со 0 |
= 2 | У Д | . | У „ | = 2 |
/2 • |
(3-66) |
||||||
У.» |
У » |
Уи |
|
|
0 |
0 |
уг _ |
« 3 |
|
|
|
|
/з |
|
Поскольку фаза 2 заземлена, то |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
« 2 = 0 . |
|
|
|
|
|
(3-67) |
Подставляя уравнение (3-67) в уравнение |
(3-6) 'И решая |
относи |
||||||||||||
тельно H i |
и «з, получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
.. |
п |
|
(У,г±Уг)Гг-У»1, |
|
. |
|
|
( 3 . 6 8 ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
(У„+Уг)'-У'13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
иг = |
2 |
( У п + У г ) |
Л - У . , / |
|
|
|
(3-69) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
(Ун + У г ) г - У ? з |
|
|
|
|
|||
Повреждения. Для шунтового повреждения «две неиспользуемые фазы — земля» с пренебрежимо малым полным сопротивлением (при наличии передатчика на неповрежденной фазе), схемы присоедине ния «крайняя фаза—земля» и высокочастотного заземления осталь ных фаз имеем:
|
|
|
Ui = Uit |
U2=U3 |
= 0. |
|
(3-70) |
|||
Из |
уравнения (3-70) в |
соответствии' с |
уравнениями |
(3-54) |
по |
|||||
лучим для рассматриваемой схемы |
|
|
|
|
|
|||||
пО) |
— |
|
|
|
|
2 |
q- |
•Ut. |
(3-71) |
|
и 1 ~ |
2 |
q — p |
|
|
|
|
|
|||
Рассмотрим к. з. две фазы—земля до точки транспозиции. Пред |
||||||||||
положим, |
«апример, что фазы 1 и 2 коротко замкнуты |
на землю, |
||||||||
а передатчик подключен по двухфазной схеме. |
|
|
|
|||||||
Для |
преломленных и отраженных |
значений |
'напряжения |
фазы |
||||||
3 определены |
третье уравнение |
(3-54) |
и третья |
строка |
уравнения |
|||||
(3-65) |
|
|
U i=0\ |
,U"3 = 0; |
|
|
(3-72) |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
( У п — У 2 2 ) U"i=YisUi+lYizUz+ |
Yu'Uz. |
|
(3-73) |
||||
Шунтовое |
повреждение |
вблизи точки |
транспозиции |
обусловли |
||||||
вает появление бесконечно больших элементов в квадратной матри це уравнения (3-65). Однако при анализе с учетом граничных усло вий попользуются лишь конечные члены матрицы, преобразованной
для случая повреждения. |
|
|
|
|
Из уравнения (3-61) |
имеем величины |
отраженных |
напряжении |
|
.£/',=—£/,; |
U'2<=—U2; и'з^Ц^Ш..^ |
„. |
<&™L |
|
|
i |
Гос. пубпичкяя 27 |
||
|
I |
клучно-твхническая |
||
|
|
библчо-ема |
СССР |
|
|
I |
ЧИТАЛЬНОГО |
Я.йЯА' |
|
Т а б л и ц а 3-1 Результаты анализа схем присоединения высокочастотного передатчика к трехфазной ВЛ (рис. 3-1)
а)
UI=Ut = Zt/i |
= 295,5/1 |
|
|||
|
295,5 |
|
|
|
|
|
|
|
= |
0,165 |
= |
c/j" = |
0,165с/, |
- |
— 7,sm |
||
|
|
т)0 = |
0,465 |
= |
|
£/р> = |
0,464(7, |
= |
—3,3(56" |
||
|
|
т|(') = |
0,372 |
= |
|
с/| 3 ) =0,371с/, |
= |
|
—4,Здб |
||
г)
Ut = Ut = 293,9/,
U2 = — Ut = 242,6/2
^ — 293,9 +242,6
|
|
6-) |
|
U2 = Ut = |
ZtIt |
- 293,5/2 |
|
|
|
293,5 |
|
£/<'> = |
— 0,275c/, |
|
7)0 = 0,457 = |
|
|
|
= — з,т |
|
|
|
TjO = 0 |
I / j 3 ) = |
0,450£/2 |
|
7 ) ( 3 ) = 0,543 = |
|
|
|
= — 2,66<5б' |
U, = Ut = 245,1/,
[/„ = — U t = 238,4/2
245,1 1 238,4
|
U2 = U t |
= |
Z t / , = 276,9/2 |
|
|
|
Uf |
|
P |
i ~ |
276,9 |
[/{"= |
— 0,349C2 |
7)0 = 0,692 -= |
|
|
|
|
= — 1 ,Ш |
U}2> = 0 |
|
7)0 = 0 |
|
i/P' |
=0,349t/s |
|
TJO = 0,308 -= |
|
|
|
= — 5,12(56" |
|
|
|
e) |
£/, = Ua =Ut |
= |
316,8/, =316,8/, |
|
P i = 2 316,8
t/{'> = 0,533i/f |
vjC) = 0,710 |
= |
£/{'> = 0,559^ |
7)0 = 0,776 |
= |
£/P>-=0,307C/t |
7)0 = |
0,308= |
||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
= — 1,49<5<Г |
|
|
|
= |
— l.ldo" |
|
|
|
|
= |
— 5,12(5(5 |
|||
i/{2> = |
0,562с/< |
т)О = 0,28 |
= |
с / р ) = 0 , 5 У , |
|
|
|
o |
|
|||||||
|
TjO = 0,22 - |
|
t/p> = |
|
7]0 = |
0 |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
= |
— 5,52<5<f |
|
|
|
= — 6,57<5o" |
|
|
|
|
|
|
|||
£/p> = |
— 0,095£/( |
7)0 = 0,01 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
c/pj |
= — 0,05Wt |
7)0 = 0,004 |
= |
U\3) = |
0,639£/t |
TJO = |
0,692 = |
|||||||||
|
|
= |
— 19,99d6" |
|
|
|
= —24,12<5e" |
|
|
|
= |
— 1,6dff |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ж) |
|
|
|
|
3 ) |
|
|
|
|
|
|
u) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
[/, = £/, = Ut |
= 298,9/, |
|
|
£/, = |
^=344,4/ , |
|
|
|
U, = |
£/i = |
274,1/, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
f/j = |
Ut = 347,2/2 |
|
|
|
£/3 = |
- £ / < = 274, |
l / 3 |
|||
|
A = 2 |
Uf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uf |
|
|
|
298,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
*— |
344,4 ^ |
347,2 |
|
|
|
|
274,1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
u\l) = o,mut |
7)0 = |
0,543 = |
|
£/,( 1 ) = |
— 0,094^ |
7)0 = |
0,022 = |
£/<" = o |
|
7)0 = 0 |
|
|||||
up = |
|
= — 2,66(56- . |
|
|
|
|
= — 16,58(56" |
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
TjO = |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
U\2>= —0,395£/t |
7)0 = |
0,197 = |
|
c f > = £ / f |
|
7 ) 0 = |
1,0(5; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= - |
7,07(56- |
|
|
|
|
|
|
|
t/P' = |
0,579£/, |
7]0 = |
0,457 = |
|
£/p> = o,mut |
7)0 = |
0,781 = |
|
up) = 0 |
|
TjO = |
0 |
|
|||
|
|
= — 3,4<5б |
|
= — J,13d6- |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
