Присоединение к изолированным проводам расщепленных фаз (к внутрифазным трактам) производится через два КС, каждый из которых должен выполняться на полное фазное напряжение, как при обычном присоединении к фазным проводам. При образовании схемы ФП оба конденсатора связи оказываются включенными последовательно, что уменьшает общую емкость присоединения. Вследствие этого обеспечить широкую полосу пропускания ФП для внутрифазного тракта труднее, чем для тракта фаза — земля. Однако требования к обработке изолированных проводов расщепленных фаз менее жесткие, чем к обработке фазных проводов. Рабочий ток заградителя может быть во столько раз меньше рабочего тока линии, сколько составляющих проводов в расщепленной фазе. Кроме того, за заградителями, включенными в составляющие провода, эти провода закорачиваются. Благодаря этому отсутствует опасность компенсации реактивного сопротивления заградителей реактивным сопротивлением шин подстанции.
Это позволяет выполнить заградитель без элемента настройки, используя в качестве заграждающего сопротивления индуктивное сопротивление реактора.
Фильтр присоединения к проводам расщепленных фаз может рассматриваться независимо от заградителей, как это делается для присоединения к фазовым проводам.
Рис. 6.9. Схемы присоединения к изолированным проводам расщепленных фаз:
а — с независимым присоединением к каждому из проводов по схеме провод — земля; б — с симметричным присоединением по схеме провод — провод; в —с разделительным трансформатором
Такие схемы присоединения приведены на рис. 6.9. Фильтр присоединения по рис. 6.9,а выполнен в виде двух однофазных фильтров для каждого из составляющих проводов, а ΦП на рис. 6.9,б — в виде одного симметричного фильтра. Электрические характеристики обеих схем присоединения идентичны.
Расчет элементов схем ФП на рис. 6.9,а и б производится так же, как при присоединении к фазным проводам. Полоса пропускания ФП по собственным параметрам у схем присоединения, показанных на рис. 6.9, определяется выражением
(6.30)
Полоса пропускания ФП, определенная по (6.30), меньше определенной по (5.11) в 2 раза за счет уменьшения емкости присоединения вдвое.
Кроме того, характеристическое сопротивление внутрифазного тракта существенно меньше, чем тракта фаза — земля или фаза — фаза. Например, для ВЛ 330 кВ ZcЛТ≈200 Ом при присоединении провод —земля и ZcЛТ≈ 400 Ом при присоединении провод— провод (для присоединения к фазным проводам эти величины соответственно составляют 370 и 680 Ом).
Уменьшение ZcЛT приводит к необходимости пропорционального уменьшения Zm л. В результате для указанного примера ВЛ 330 кВ устройство присоединения к проводам расщепленных фаз будет иметь в 4 раза более узкую полосу по сравнению с присоединением к фазным проводам при том же значении емкости конденсатора связи и том же значении затухания в пределах полосы.
Рис. 6.10. Прототипы схем присоединения к изолированным проводам растепленных фаз:
а— Г-образное полузвено; б — П-образное звено; в — расчетная схема; г — схема с идеальным трансформатором; д — расчетная схема с реальным трансформатором
Для расширения полосы пропускания устройства присоединения можно ввести в схему дополнительный согласующий трансформатор, как показано на рис. 6.9,в. Трансформатор Тр повышает сопротивление нагрузки Φ1Ι со стороны линии в п2 раз, где n = w2/w1 — коэффициент трансформации.
Во столько же раз может быть расширена полоса пропускания ФП при заданной емкости КС. Конденсатор служит для предотвращения прохождения токов промышленной частоты по первичной обмотке дополнительного трансформатора, что особенно важно при КЗ на одном из составляющих проводов расщепленной фазы. Обе обкладки конденсатора С и обе обмотки трансформатора Тр находятся под фазным напряжением данного фазного провода ВЛ.
Как уже отмечалось, входное сопротивление шин подстанции не оказывает влияния на параметры внутрифазного тракта. Это позволяет выполнить схему присоединения к внутрифазному тракту так, чтобы заградители и конденсаторы связи являлись элементами полосового фильтра, включенного между ВЧ кабелем и проводами расщепленной фазы. Такой фильтр можно выполнить по Г- и П-образным схемам, как показано на рис. 6.10,а и б. На этих, схемах показаны также идеальные согласующие трансформаторы для согласования характеристического сопротивления линейного тракта с волновым сопротивлением ВЧ кабеля.
Отличительной особенностью схем рис. 6.10 является то, что со стороны линии фильтр выполнен по П-образной схеме, причем конденсаторы связи включены в последовательные плечи. Предпочтение следует отдать полной П-образной схеме, показанной на рис. 6.10,б, так как при одинаковой ширине полосы пропускания требуемая емкость конденсатора связи у П-образной схемы в 2 раза меньше, чем у Г-образного полузвена (рис. 6.10,а).
На рис. 6.10,б показана расчетная эквивалентная схема фильтра, который образует систему присоединения. Элементы расчетной схемы связаны с элементами схемы рис. 6.10,б соотношениями
(6.31)
где L3 — индуктивность реактора заградителя, включенного в каждый из составляющих проводов расщепленной фазы; С — емкость настройки этого заградителя; СКС — емкость КС; С2 — емкость присоединения.
Схема фильтра рис. 6.10,в не отличается от схемы трехконтурной настройки заградителя (см. рис. 2.10,в). Так же как в схеме заградителя, входное сопротивление фильтра определяется выражением (2.72), в котором вместо следует писать ΖΒх.ΦΠ, а вместо r3 и х3 — rвх и xвх· Обобщенная расстройка определяется по (2.41), соотношения между элементами схемы и полоса пропускания ФП — по (2.46), (2.47), (2.50).
Схему рис. 6.10,б, содержащую идеальный трансформатор, можно привести к схеме, содержащей реальный трансформатор или автотрансформатор. Изменяя местоположение идеального трансформатора в схеме рис. 6.10,б, эту схему можно изобразить так, как показано на рис. 6.10,г. С помощью данных табл. 5.3 и 5.4 схемы рис. 6.10,г приводятся к трансформаторной или автотрансформаторной схеме. На рис. 6.12 показаны полные схемы присоединения к проводам расщепленных фаз с трансформаторным (рис. 6.12,а) и с автотрасформаторным (рис. 6.12,б) окончанием. Первичная обмотка трансформаторной схемы имеет среднюю точку, соединяемую с заземлением для обеспечения нулевого потенциала промышленной частоты на нижних обкладках конденсаторов связи.
Схема рис. 6.12,б содержит два автотрансформатора и требует применения симметричного ВЧ кабеля либо двух несимметричных кабелей, так как при применении одного несимметричного кабеля невозможно обеспечить симметрию двух составляющих проводов расщепленной фазы по отношению к земле. Указанная симметрия необходима для обеспечения высокого переходного затухания между данным внутрифазным трактом и другими ВЧ трактами данной ВЛ.
Формулы для расчета схем рис. 6.12 можно получить из табл. 5.4:
Рис. 6.12. Практические схемы присоединения к изолированным проводам расщепленных фаз
Результаты расчета в примере 6.3 показывают, что даже при весьма большой емкости конденсаторов связи и заниженных требованиях к затуханию несогласованности невозможно обеспечить линейный тракт по расщепленным фазам для натурального спектра 12-канальной системы связи. Поэтому необходимо сдвигать рабочую полосу частот 12-канальной аппаратуры в верхнюю часть спектра с использованием аппаратуры преобразования.
