CC BY
23
УДК 621.317. 341
A.И. Тихонов, АЛ. Tikhonov, e-mail: tUdmnovanatolii@yandej.rii
B. А. Цыганов, V.A. Tsyganov e-mail:vtc_90@jnaiJ.ru
М.Н. Ряполов, M.N. Ryapolov, e-mail: positron_ep1@mail.ru Омский государственный технический университет, г. Омск. Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ОС ОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ВЧ СВЯЗИ ПО ЛЭП В УСЛОВИЯХ ПОДСТАНЦИЙ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
PECULIARITIES OF ORGANIZATION OF HF COMMUNICATION ON HIGH-VOLTAGE TRANSMISSION LINE S IN CONDITIONS OF ULTRA-HIGH
VOLTAGE SUBSTATIONS
В статье рассмотрены некоторые проблемы, имеющие место при эксплуатации оборудования высокочастотной СЕЯ5Н по линиям алектропередачи в условиях подстанций сверхвысокого напряжения. Рассмотрены возможные пута решения.
The article considers some problems occurring during the operation of equipment of high-frequency communication lines in conditions of ultra-high voltage substations. The possible ways of solution
Ключевые слова: высокочастотная связь, линия электропередачи, ВЧ тракт, подстанция сверхвысокого напряжения, оборудование ВЧ связи по ЛЭП
Keywords: high-frequency communications, transmission line, RFpath, substation high voltage, equipment HF communication over power lines
Несмотря на то, что высокочастотная (ВЧ) связь по ЛЭП достаточно давно применяется в энергетике, существует ряд. проблемных вопросов, не отраженных в специальной литературе и не отработанных с практической точки зрения. Особенно отчетливо проявляются проблемы организации данного вида связи в условиях подстанций сверхвысокого напряжения. причем, часто проблемы в этом направлении кажутся неразрешимыми, что приводит к необходимости применения иных видов связи. Однако реально возможности связи по ЛЭП еще далеко не исчерпаны, а во многом и не до конпа изучены.
В этой связи представляется важным кратко отметить основные особенности ВЧ связи в условиях подстанции сверхвысокого напряжения, которые, так или иначе, ответственны за вышеупомянутые проблемы. К таким особенностям, в частности, относятся:
1) высокий уровень электромагнитных помех от коронирования линейных проводов и работы оборудования:
2) значительные блуждающие токи по стационарным заземлениям и броне кабелей;
3) ЛЭП, отходящие от подстанпни. являются своеобразными антеннами: вдоль линий образуются модальные волновые каналы, по которым распространяются электромагнитные волны от работы радиопередающих устройств;
4) пинии электропередачи от подсташши сверхвысокого напряжения имеют значительную длину, и, как правило, несколько промежуточных усилительных пунктов в канале ВЧ связи;
5) по всем высоковольтным линиям ( В Л ) работают мощные устройства релейной защиты частотного уплотнения [1,2]
Естественно, что эта. и многие другие факторы влияют, а иногда и существенно, на устойчивость работы каналов ВЧ связи
37S
На примере имеющих место конкретных проблем, возникающих при эксплуатации ВЧ оборудования связи на типовой подстанции сверхвысокого напряжения ПС750 «Белорусская», рассмотрим их причины и возможные пути решения:.
Основные технические данные этой станции: В Л 707 Смоленская АЭС - ПС 750кВ «Белорусская».
В Л - 750кВ, расположение фаз В Л - горизонтальное, полный цикл транс-позиции по трассе, протяженность линии 450 км, имеется два расщепленных грозозащитных троса с транспозицией 25 - 30 км по трассе.
ВЧ связь организована по расщепленным грозозащитным тросам (рис. 1)„ обработаны оба грозозащитных троса; комплекты аппаратуры по обоим тросам работают на одинаковых частотах, на трассе находятся два промежуточных обслуживаемых усилительных пункта (УП). Перенос частот на УП не осуществляется, т. е. по всей длине линии прием и передача имеют одинаковые частоты по обоим волновым каналам.
Главной проблемой при эксплуатации данного канала связи является высокий уровень переходов. Так, при передаче со стороны САЭС сигнала генератора по одному из каналов, работающих по тросу на низкочастотном (НЧ) окончании аппаратуры, работающей по тросу 2, прием составляет около ОдБ (+4 3 норма), кроме этого уровень генератора имеет четко выраженные амплитудные биения (+ ЗдБ), при некоторых условиях биения и уровень переходов может быть значительно больше. Уровень контрольных частот на ВЧ присоединении также имеет амплитудные биения по приему на всех усилительных участках. При этом сами каналы достаточно «чистые», в нормальных погодных условиях помехи ох короны и шумы незначительны.
При анализе причин высоких уровней переходов была рассмотрена возможность наводок по трассе из одного грозозащитного троса на второй; во время проведения годовой технической профилактики оборудования проведены измерения переходов электромагнитных волн из одного модального канала во второй. Нужно отметить, что условия проведения измерений не совсем корректны, по причине неучега переходов на присоединении, и носят лишь оценочный характер.
ПС 7£ИкБ'Бе.кк1}"СС1сал"
Рнс. 1. Схема ВЧ обработки расщепленного грозозащитного троса н включения аппаратуры уплотнения по ВЛ 707 (схема обработан второго троса аналогична)
График 1. Измерения переходных влияний между расщеплёнными грозозащитными тросами ВЛ707
Измерения проведены 2 июля 2004 года в следующих условиях: солнечно сухо, температура +20 С. На стороне УП «Чигиринка» аппаратура высокочастотной связи (АБС 3) 3, 4 с выключенным электропитанием, АВСЗ №№ 1, 2 - в работе. На ПС 750 фидер от фильтров присоединения (трос 2) отключен от аппаратуры н нагружен на 75 Ом селективным измерителем уровней ЕТ-41.
Как видно из проведенных измерений, можно практически пренебречь переходными влияниями тросов друг на друга и использование одинаковых частот комплектов аппаратуры является оправданным. Так. «наведенные» уровни с Игнатов контрольных частот от параллельно работающей аппаратуры, как минимум на 6 Непер ниже, чем контрольные уровни сигналов от своего комплекта, что полностью соответствует данным расчетов [3].
Следовательно, причина высоких переходов из канала в канал иная, и необходимо выяснить, как возникает данная проблема переходов.
По существу, единственным разумным объяснением является перетекание токов передачи в канал приема на промежуточных усилительных пунктах.
Суть указанного явления достаточно проста. Для этого объяснения достаточно рассмотреть схему' присоединения аппаратуры частотного уплотнения на ПС 750 к грозозащитным тросам (на промежуточных усилительных пунктах обработка аналогична при удвоенном числе оборудования). Аппаратура уплотнения, работающая по каждому из тросов, представляет собой источник тока. Сумма вытекающего и втекающего токов должны быть равными:
= 0 (1)
Как видно из рис. 2, при однозначном направлении вытекающего тока, который течет от аппаратуры по нейтральной жиле кабеля и обмотки согласующих трансформаторов фильтров присоединения, возвратный ток имеет несколько основных путей: экран РК кабеля своего присоединения, заземляющий контур и экран присоединения второго комплекта аппаратуры.
Прямым доказательством того, что часть обратного тока идет по экрану друтого кабеля, является то, что при измерениях переходных влияний (график 1) четко прослеживаются контрольные частоты аппаратуры низкочастотных команд прогивоаварнйной автоматики (АНКА) передатчиков аппаратуры релейной защиты. Протекающий обратный ток и является причиной возникновения «заворотов» и переходов на параллельно работающую аппаратуру*.
На стадии разработки проекта ВЧ связи по В Л 707 для перекрытия возможного большего затухания была предусмотрена установка усилителей ЛУС 80. но, как показала практика эксплуатации, применение дополнительных усилителей только ухудшает ситуацию с переходами, и по всей трассе усилители выведены из работы [4].
Как видно из рис. 2, существующая схема включения критична к сопротивлению между заземляющими контурами присоединений ВЧ обработки и заземлению аппаратуры и к
Необходимый запас по затуханию, который предполагалось получить с помощью усилителей ЛУС-80, обеспечивает согласованное включение аппаратуры. Токи источника помех при согласованном включении будут практически полностью скомпенсированы, если трассы РК кабелей будут совпадать и их длина будет приблизительно одинаковой К сожалению. в условиях ОРУ-750, нельзя гарантировать того, что фильтры присоединения даже одного расщепленного троса находятся при одинаковом потенциале и, как следствие, часть ВЧ токов будет выноситься по заземлению. Но их величина будет значительно меньше. Кроме этого, несогласованное включение со стороны аппаратуры делает невозможным включение фильтров присоединения по схеме автотрансформатора, а значит, будет затруднено согласование выхода аппаратуры с ВЧ трактом. Расчет параметров фильтров присоединения при работе аппаратуры АБС 3 по расщепленным тросам при существующих конденсаторах связи и предполагаемом включении по скомпенсированной схеме при этом может быть произведен по методике, приведенной в [1].
Библиографический список
1 Микуцкий Г. В. Высокочастотная связь по линиям электропередачи / Г. В. Микуц-кий. В С. Скитальцев. -М.: Энергоатомиздат», 1987. - 448 с.
2. Справочник по наладке каналов ВЧ связи по линиям электропередачи I Под ред Э. С. Мусаэляна. - М.: Энергоатомиздат», 1984. - 336 с.
3. Ишкин В. X. Высокочастотная связь по линиям электропередачи 330-750 кВ i В. X Ишкин, И. ИЦитвер.-М.: Энергоиздат. 1981. -208 с.
4 Аппаратура высокочастотной связи ABC 3:Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 1991. URL: www.yelectrika.rn (дата обращения: 01.05.2014)
