Фильтр присоединения служит для компенсации реактивного сопротивления конденсатора связи, совместно с которым он образует полузвено полосового фильтра, нагруженного, с одной стороны, линией высокого напряжения, а с другой, — высокочастотным кабелем для подключения в. ч. аппаратов. В фильтре присоединения производится согласование входных сопротивлений линии электропередачи — около 400 Ом и в. ч. кабеля — около 100 Ом. Через одну из обмоток фильтра с нижней обкладки конденсатора связи отводится на землю емкостный ток промышленной частоты. Принципиальная схема фильтра присоединения показана на рис. 2-14.
Промышленность изготовляет несколько типов фильтров присоединения: ОФП-4, ФП-500, УП-63 и ФП-ВРС-35. Фильтр заключен в металлический корпус с проходным изолятором для присоединения конденсатора связи и кабельной воронкой, в которую вводится в. ч. кабель. Внутри корпуса фильтра присоединения установлен разрядник, защищающий катушки и конденсаторы фильтра от перенапряжений. Фильтры присоединения всех типов рассчитаны для работы в. ч. аппаратуры по схеме «фаза—земля».
Рис. 2-14. Принципиальная схема фильтра присоединения.
Ск с — конденсатор связи; 1 — линия электропередачи; 2 — в. ч. кабель.
Ширина полосы пропускания фильтра присоединения пропорциональна емкости конденсатора связи: чем больше емкость конденсатора, тем в большей полосе частот может быть выполнено согласование. Ширина полосы пропускания фильтров зависит также и от того, в какой части диапазона он используется. В нижней части диапазона полоса пропускания будет меньше, чем в верхней, при одной и той же емкости конденсатора связи. Для расширения полосы пропускаемых фильтром частот допускается некоторое рассогласование сопротивлений фильтра и линии электропередачи, что вносит в канал связи небольшое дополнительное затухание. Принято считать, что затухание, вносимое фильтром присоединения в канал в. ч. связи, не должно превышать 0,25 неп. Указанная величина вносимого затухания может иметь место при использовании фильтра типа ОФП-4 с конденсаторами связи емкостью 1 100 пф на частотах 50— 150 кГц. В других случаях можно считать, что фильтр присоединения вносит в канал связи затухание менее 0,1—0,15 неп.
Поскольку фильтры присоединения выпускаются пригодными для работы с конденсаторами связи любой типовой емкости и на любых частотах, величины индуктивности катушки L1 и L2, а также емкости конденсатора С1 могут изменяться в зависимости от используемого диапазона частот и емкости конденсатора связи Ск.с. Наиболее сложную схему соединения элементов имеет фильтр присоединения ОФП-4, предназначенный для работы с конденсаторами связи емкостью от 1 100 до 6 400 пф.
Рис. 2-15. Схема фильтра присоединения ОФП-4.
Ск с — конденсатор связи; 1 — линия электропередачи; 2 — в. ч. кабель; 3 — земля.
Следует отметить, что емкость конденсатора, связи в 1 100 пф не является величиной, рекомендованной для устройства в. ч. каналов. Однако поскольку ранее промышленность выпускала практически лишь один тип конденсатора связи CMP-55/√ 3-0,0044, а подключение в. ч. аппаратуры к линиям 220 кВ осуществлялось через 4 последовательно включенных элемента СМР-55, то общая емкость присоединения составляла 1 100 пф. Такие конденсаторы еще работают и в настоящее время.
Принципиальная схема фильтра ОФП-4 показана на рис. 2-15. В фильтре установлен разрядник на 2,5 кВ постоянного тока. Испытательное напряжение конденсаторов, из которых собран конденсатор С1, составляет 1 000 в постоянного тока. Изоляция между обмотками трансформатора L1 и L2 — 3 квэфф переменного тока 50 Гц или 4 кВ постоянного тока. Изоляция монтажа по отношению к корпусу испытана напряжением 4 кВ постоянного тока в течение 1 мин.
Для того чтобы обеспечить минимальное затухание, вносимое фильтром в канал в. ч. связи, обмотки фильтра могут быть включены также по автотрансформаторной схеме рис. 2-16.
Фильтр ОФП-4 может быть настроен на различные полосы частот в зависимости от выбираемых величин индуктивности L1 и L2 и емкости С1. При этом ширина полосы пропускания фильтра будет зависеть также от степени согласования входного сопротивления фильтра е входным сопротивлением линии электропередачи.
Рис. 2-16. Схема фильтра присоединения ОФП-4 при автотрансформаторном соединении катушек L1 и L2.
Скс — конденсатор связи; 1 — линия электропередачи; 2 — в. ч. кабель; 3 — земля.
Изменение полосы пропускания фильтра производится посредством подключения конденсаторов Ск.с и C1 различным выводам катушек L1 и L2, а также изменением емкости конденсатора Сх. В зависимости от частот каналов связи может быть подобрана схема соединения деталей фильтра ОФП-4, обеспечивающая минимум вносимого затухания. Подробно этот вопрос рассмотрен в [Л. 42]. В табл. 2-7 показаны полосы частот, на которые может быть настроен фильтр присоединения ОФП-4 при различных значениях Ск.с, и приведены величины затуханий, которые фильтр вносит в капал связи.
Фильтр присоединения ФП-500 используется обычно в каналах в. ч. связи, осуществляемых по линиям напряжением 400—500 кВ, где емкость конденсатора связи составляет 6 200—4 700 пф. При такой значительной емкости конденсатора связи нет нужды в устройстве большого числа различных соединений катушек L1 и L2 фильтра, и, как правило, используются лишь две различных схемы, одна из которых обеспечивает настройку фильтра на полосу 40—200 кГц, а вторая — на полосу 180—600 кГц.
Принципиальная схема фильтра присоединения ФП-500 аналогична схеме фильтра ОФП-4 (рис. 2-15). В корпус фильтра встроен разрядник Р, рассчитанный на пробивное напряжение 2,5 кВ. Испытательное напряжение конденсаторов С1—1,5 кВ постоянного тока.
Изоляция между обмотками катушек L1 и L2 выдерживает 12 квэфф переменного тока с частотой 50 Гц; изоляция монтажа по отношению к корпусу — 7 квэфф переменного тока в течение 1 мин.
Электрические характеристики фильтра ФП-500 даны в табл. 2-8.
Таблица 2-7
Полоса настройки фильтра, кГц | Входное сопротивление фильтра со стороны линии, Ом | Затухание, вносимое фильтром в канал связи, неп | |
в полосе пропускания | на крайних частотах | ||
40—200 | 750 | 0,05 | 0,1 |
120—600 | 250 | 0,02 | 0,15 |
Фильтр присоединения ФП-ВРС-35 используется в каналах в. ч. связи по распределительным сетям 35— 110 кВ, оборудованных аппаратурой АРС, работающей на частотах 18—66 кГц.
Рис. 2-17. Схема фильтра присоединения ФП-ВРС-35.
Фильтр рассчитан на емкость конденсаторов связи не ниже 4 400 пф, причем такая величина емкости обеспечивает затухание, вносимое фильтром в канал не более 0,35 неп на частотах выше 30 кГц. При более низких частотах емкость конденсатора связи должна быть не менее 10 000 пф. Фильтр состоит из набора катушек индуктивности с отводами, магазинов емкостей, заземляющего дросселя с индуктивностью 200 мгн и разрядника на 2 кВ.
В зависимости от емкости конденсатора связи и диапазона используемых частот выбирается одна из схем фильтра, показанных на рис. 2-17.
Электрические характеристики фильтра присоединения ФП-ВРС-35 даны в табл. 2-9.
Таблица 2-9
Полоса пропускаемых частот, кец | Емкость конденсатора связи, пф | Характеристическое сопротивление фильтра со стороны ВЛ , Ом | Затухание, вносимое фильтром присоединения, неп | |
в полосе пропускания | на крайних частотах | |||
34—66 | 8 800 | 600 | 0,12 | 0,2 |
36—66 | 6 400 | 600 | 0,15 | 0,3 |
27—39 | 6 400 | 500 | 0,12 | 0,25 |
36—48 | 6 400 | 500 | 0,12 | 0,25 |
45—57 | 6 400 | 500 | 0,12 | 0,2 |
54—66 | 6 400 | 500 | 0,1 | 0,2 |
27—39 | 4 400 | 1 000 | 0,25 | 0,35 |
36—48 | 4 400 | 1 000 | 0,2 | 0,3 |
45—57 | 4 400 | 1 000 | 0,2 | 0,25 |
54—66 | 4 400 | 1 000 | 0,15 | 0,2 |
27—39 | 17 500 | 400 | 0,1 | 0,12 |
27—57 | 17 500 | 300 | 0,12 | 0,15 |
18—66 | 50 350 | 200 | 0,25 | 0,35 |
25—57 | 17 500 | 300 | 0,15 | 0,2 |
36—66 | 17 500 | 400 | 0,1 | 0,12 |
Фильтры присоединения выпускаются заводами в металлических корпусах и рассчитаны для установки на открытом воздухе. Нормальные условия работы фильтров — при колебаниях температуры окружающего воздуха от —40 до +50° С и относительной влажности 98% при температуре +15° С. Фильтры ОФП-4 и ФП-500 выпускаются также для работы в тропиках при температуре окружающего воздуха от +60 до —20° С.
Рис. 2-18. Внешний вид фильтров присоединения. а — ОФП-4; б — ФП-500.
Внешний вид фильтров присоединения, особенности их конструкции и геометрические размеры показаны на рис. 2-18. Как правило, фильтры присоединения устанавливаются на опоре конденсаторов связи (см. гл. 8).
