Ниже приводятся рекомендуемые характеристики каналов и расчетные данные, составленные на основании опыта многолетней эксплуатации, экспериментальных проверок и статистической обработки результатов большого количества измерений ряда электрических параметров линий электропередачи. Эти данные позволяют получить достаточно удовлетворительные параметры в. ч. каналов и в настоящее время ими пользуется большинство проектных организаций и служб эксплуатации, хотя и не все из них утверждены в качестве обязательных норм.
Эффективно передаваемая полоса частот телефонного канала нормируется в зависимости от вида канала и должна составлять:
а) для комбинированных каналов, предназначенных для вторичного уплотнения каналами телемеханики 0,3—3,4 кГц;
б) для обычных неуплотняемых каналов. . . . 0,3 — 2,4 кГц;
в) для каналов линейно-эксплуатационной связи 0,3— 1,8 кГц.
Величины пп. «а» и «б» соответствуют нормам Министерства связи на телефонные каналы высокой и тональной частоты, выполненные по воздушным линиям связи с проводами из цветных металлов; норма п. «в» установлена экспериментально.
Остаточное затухание.
Наибольшая номинальная величина остаточного затухания между любыми двумя абонентами не должна превышать 3,2 неп на частоте 800 Гц. При этом остаточное затухание собственно в. ч. канала (между оконечными дифференциальными системами) должно быть не более 0,8 неп; остальные 2,4 неп приходятся на долю соединительных линий между телефонными аппаратами абонентов и оконечной аппаратурой канала. В тех случаях, когда соединительные линии отсутствуют (абонент находится в непосредственной близости от оконечной аппаратуры или если последняя выполнена в «разнесенном» варианте), остаточное затухание между абонентами должно быть равно остаточному затуханию в. ч. канала (0,8 неп на частоте 800 Гц). Эти нормы соответствуют рекомендациям Министерства связи. С целью повышения устойчивости работы остаточное затухание в. ч. каналов по линиям высокого напряжения может быть в отдельных случаях увеличено до 1,0 неп при коротких абонентских шлейфах.
Изменение остаточного затухания во времени должно быть не более ±0,2 неп, а скорость этого изменения не должна превышать 0,1 нen/ceк. Величины остаточных затуханий для противоположных направлений передачи могут отличаться друг от друга не более чем на 0,1 — 0,2 неп.
Частотная характеристика.
На границах полосы эффективно передаваемых частот допускается превышение остаточного затухания канала по сравнению с остаточным затуханием на частоте 800 Гц не более чем на 1 неп. В виде исключения для каналов с тремя промежуточными усилителями это превышение может достигать 1,2 неп, иными словами, для таких каналов допускается некоторое сужение полосы эффективно передаваемых частот.
Частотная характеристика канала нормируется при помощи так называемых шаблонов, т. е. графиков, на которых нанесены предельные величины остаточного затухания на данной частоте по отношению к частоте 800 Гц. На рис. 4-2 приведены шаблоны, рекомендуемые для в. ч. каналов различной сложности. Если кривая частотной характеристики данного канала располагается между отштрихованными линиями на шаблоне, это означает, что равномерность остаточного затухания в полосе эффективно передаваемых частот находится в пределах нормы.
Рис. 4-2. Шаблоны частотных характеристик для простого канала (а) и для канала с одним (б), двумя (в) и тремя (г) переприемами или усилителями.
Амплитудная характеристика должна иметь вид прямой линии, наклоненной под углом 45° к осям координат. В телефонии ее принято нормировать величиной колебаний остаточного затухания капала при изменении в заданных пределах уровня передачи на его входе.
В технике в. ч. связи энергосистем аналогичного показателя для канала в целом не существует и понятие амплитудной характеристики относят обычно только к передатчикам или мощным усилителям. Считается, что величина искажений в канале не превышает допустимой, если амплитудная характеристика аппаратуры (выходного каскада) линейна с точностью ±0,1-0,2 неп при изменении уровня на входе от —2 до +1 неп. Следует, однако, отметить, что эта цифра слишком велика и аппаратуру в. ч. связи нужно конструировать так, чтобы затухание нелинейности в ней было не ниже 4,5—5,5 неп, что соответствует коэффициенту нелинейных искажений порядка 0,5—1%.
Устойчивость канала.
Как указывалось ранее, величина остаточного затухания не может быть равна нулю, следовательно, устойчивость численно равна минимальному значению остаточного затухания в полосе эффективно передаваемых частот. Для в. ч. каналов уменьшение остаточного затухания не превышает 0,2—0,25 неп, что при его номинальной величине 0,8 неп дает величину устойчивости, равную 0,55—0,6 неп (или 0,75—0,8 неп при остаточном затухании в 1,0 неп).
Отношение сигнала к помехе.
Для в. ч. каналов по линиям высокого напряжения величина этого параметра определена из условия удовлетворительного качества передачи при сравнительно небольшой мощности передатчиков. Опытным путем установлено, что для выполнения этого условия отношение сигнала к помехе на входе оконечного приемника канала должно составлять:
3 неп для каналов телефонной связи;
2,5 неп для каналов телемеханики и вызова с амплитудной модуляцией, а также для канала контрольной частоты;
1,8 неп для каналов телемеханики и вызова с частотной модуляцией;
0,7 неп для каналов телеотключения и аварийно-предупредительной сигнализации.
Для каналов релейной защиты отношение сигнала к помехе не нормируется. Вместо этого параметра для них устанавливается минимально допустимая величина уровня приема, равная 0,5 неп для постов ПВЗД при работе их без линейного фильтра и постов ПВЗК. При работе постов ПВЗД с линейным фильтром (на сближенных частотах) эта величина устанавливается равной 0,7 неп.
Защищенность канала от переходных разговоров должна составлять не менее 4,0 неп как на ближнем, так и на дальнем концах канала. В технике в. ч. связи энергосистем чаще принято оценивать защищенность по величине переходных затуханий. Нормирование этих последних встречает значительные затруднения, так как их величина зависит от многих, еще недостаточно изученных' факторов.
В линиях электропередачи различают несколько разновидностей переходных затуханий, для каждого из которых ниже приводятся соответствующие рекомендации.
- Переходное затухание между разными фазами одной линии электропередачи на ближнем конце принимается равным:
для всех линий 35 — 220 кВ и нетранспонированных линий 330 — 500 кВ 2 неп;
для транспонированных линий 330 — 500 кВ . 3 неп.
Переходное затухание на дальнем конце для всех линий 35 — 500 кВ принимается равным 0,5 неп.
Указанные величины справедливы для случая включения в обеих фазах, между которыми определяется затухание, заградителей, настроенных на одинаковые или близкие полосы частот.
- Переходное затухание между фазами разных линий одного напряжения, заходящих на общие шины подстанции, зависит от входного сопротивления подстанции и рассчитывается для каждого конкретного случая по формулам и графикам, приводимым в гл. 6. Ориентировочно величину переходного затухания между одноименными фазами можно принимать равной 0 неп при отсутствии заградителей, 2 неп при заградителе в одной фазе и 3 неп при заградителях в обеих фазах. Для разноименных фаз к этим величинам добавляется по 1,0 неп.
- Переходные затухания на ближнем конце, обусловливаемые электромагнитной связью между линиями, имеющими на подходе к подстанции участок параллельного пробега, ориентировочно определяются по табл. 4-1. Формулы и графики для более точного расчета приводятся в гл. 6.
Таблица 4-1
Напряжение линии, кВ | Переходное затухание, неп, при расстоянии между линиями, м | |||
20 | 50 | 100 | Двухцепные линии на общих опорах | |
35, 110 и 220 | 3,3 | 4,8 | 6,5 | 2,4 |
330 и 500 | 3,1 | 4,6 | 6,0 | — |
Указанные в таблице величины относятся к длине параллельного пробега линий, удовлетворяющей неравенству 15 <fl<810, где l — длина параллельного пробега, км, а f — частота, кГц.
- Переходные затухания между любыми фазами двухцепных линий электропередачи на общих опорах составляют 2,0 неп на ближнем и 0,7 неп на дальнем концах. Для двухцепных линий на разных опорах переходное затухание на ближнем конце определяется так же, как и для случая 2. Переходное затухание на дальнем конце у таких линий на 1,0 неп меньше затухания на ближнем конце.
- Переходные затухания на ближнем конце между любыми фазами линий разных напряжений, заходящих на общую подстанцию, указаны в табл. 4-2.
Таблица 4-2
Запас по перекрываемому затуханию.
На основании измерений километрического затухания линий электропередачи при различной толщине гололеда можно считать, что оно возрастает примерно в 3—4 раза при толщине стенки льда порядка 1—5 см. В соответствии с этим запас по перекрываемому затуханию в каналах телефонной связи и телемеханики независимо от района гололедности установлен равным 1,0 неп. Для более ответственных каналов релейной защиты и телеотключения указанная величина запаса принимается только для I района по гололеду; во II—IV районах она берется в соответствии с графиками на рис. 6-8 и 6-9.
Концевые затухания принимаются не зависимыми от частоты, а величина их на один конец линии составляет (при схеме подключения аппаратуры «фаза — земля»):
Для двухцепных линий 35 — 220 кВ ... 0,1 неп
Для одноцепных линий 35 — 330 кВ .. 0,15 неп
Для линий 400 и 500 кВ ... 0,2 неп
Для линий всех напряжений при установке устройства присоединения вне подстанции (на расстоянии 5 км и более) 0,3 неп
Другие виды затуханий.
Затухания, вносимые в канал перечисленными ниже элементами в. ч. тракта, не должны превышать следующих величин:
Аппаратура обработки и присоединения (на один конец линии) 0,4 неп
Параллельный пост или разделительный фильтр 0,1 неп Промежуточный пост, электрически длинное ответвление или электрически короткое ответвление, обработанное заградителем 0,4 неп
Согласовывающий трансформатор .. 0,05 неп
Высокочастотный обход .. 0,8 неп
Затухания, вносимые в канал остальными элементами тракта (провода, фидеры, ответвления, используемые для связи, и т. д.), не нормируются. Величина их в каждом конкретном случае определяется расчетом.
Суммарная неравномерность затухания в канале не должна превышать 0,7 неп в полосе 4 кГц.
Входное сопротивление электрически длинных линий электропередачи (т. е. имеющих собственное затухание более 1,0 неп) с достаточной степенью точности можно считать постоянным. При расчетах исходят из усредненного статистического значения входного сопротивления, составляющего при схеме присоединения «фаза — земля» 400 Ом для линий 6—220 кВ и 320 Ом для линий 330—500 кВ. Для схемы «фаза — фаза» эти величины соответственно равны 780 и 530 Ом.
Входное сопротивление кабельных линий электропередачи напряжением 6, 10 и 35 кВ принимается равным 25 Ом независимо от схемы присоединения и марки кабелей. Входное сопротивление коротких линий электропередачи и ответвлений не нормируется и для каждого случая определяется измерениями или расчетом.
Волновое сопротивление междуфазной волны при электрических расчетах каналов принимается равным: 390 Ом для линии 35—220 кВ. 290 Ом для линий 330 кВ с двумя проводами в фазе и 265 Ом для линий 330— 500 кВ с тремя проводами в фазе. Для волны нулевой последовательности эти сопротивления соответственно равны 600, 440 и 415 Ом.
Уровень помех.
Величины уровней помех определены на основании расчетов и многочисленных измерений в разную погоду на различных линиях электропередачи. Приводимые ниже величины проверены многолетней эксплуатацией и могут с достаточной для практики точностью приниматься при расчетах каналов в качестве наиболее вероятных данных для исправных линий электропередачи с неповрежденными изоляторами.
При проектировании в. ч. каналов принимаются следующие уровни помех в полосе 1 кГц для линий электропередачи напряжением:
6, 10 и 35 кВ —5,8 неп
110 кВ .. —4,8 неп
154 кВ .. —4,5 неп
220 кВ .. —3,4 неп
330 кВ с одним проводом в фазе —2,4 неп 330 кВ с двумя проводами в фазе —3,4 неп 500 кВ с тремя проводами в фазе . . —2,4 неп
Кабельные линии 6 и 10 кВ в диапазоне
до 100 кГц ... —5,0 неп
То же в диапазоне свыше 100 кГц . . . —6,0 неп
Кабельные линии 35 кВ ... —7,0 неп
Указанные для воздушных линий уровни помех наблюдаются в хорошую погоду на отметках менее 1 000 м над уровнем моря в районах с малой загрязненностью воздуха. В районах крупных химических, угольных и металлургических предприятий с повышенной за грязненностью воздуха и в высокогорных местностях уровень помех берется на 1,0 неп выше.
Уровень помех в кабельных линиях электропередачи, заходящих на тяговые подстанции, увеличивается по сравнению с приведенными выше величинами на 1,5 неп для частот 30—50 кГц и на 1,0 неп для остального диапазона.
