Определение состава системы передачи информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Расчетная часть

1. Определение состава системы передачи информации

1.1 Состав и основные требования, предъявляемые к системе передачи информации

1.2 Состав и технические требования к системе передачи информации с подстанции

2. Определение объемов телеинформации

3. Выбор аппаратуры преобразования и передачи телемеханической информации

3.1 Выбор аппаратуры преобразования и передачи телемеханической информации

3.2 Выбор аппаратуры связи

3.3 Сопряжение аппаратуры передачи телемеханической информации с аппаратурой связи

4. Расчет ВЧ тракта по ЛЭП

4.1 ВЧ тракты по фазным проводам

4.2 Расчет наибольшего километрического затухания

4.3 Определение наибольшей возможной частот

4.4 Разнос частот

4.5 Выбор аппаратуры присоединения к ВЛ

Заключение

Литература

Введение

В настоящее время диспетчерские пункты энергосистем и объединений обеспечены развитой сетью каналов передачи телефонной и дискретной информации, полностью телемеханизированы и оснащены средствами отображения оперативной информации. Весь комплекс технических средств сбора, передачи, приема и отображения информации и сетей доставки информации, получившей название средства диспетчерского и технологического управления, воплощают в себе современные достижения радиоэлектроники, автоматической телефонной связи и передачи данных.

Диспетчерское управление ЕЭС Украины строится по иерархическому принципу. Для оперативного управления в каждой степени диспетчерской службе приходится перерабатывать значительный объем информации. Направление передачи информации определяется структурой, принятой для каждой ступени управления, а объемы информации зависят от мощности объектов контроля и их значения в электрической сети. Передача оперативных распоряжений, подтверждения подчиненным оперативным персоналом их выполнения, информация о состоянии оборудования, режиме его работы образуют объем оперативной и расчетно-плановой информации, передаваемой в основном средствами телефонной связи.

Наряду с информацией, передаваемой средствами телефонной связи, широкое применение получила телемеханическая информация. Средствами телемеханики передается оперативная информация в виде телесигнализации и телеизмерения.

Широко применяется также телеуправление, т.е. передача устройствами телемеханики дискретных сигналов, воздействующих на исполнительные органы контролируемых объектов, имеющих ряд дискретных положений.

Целью данного курсового проекта является закрепление и углубление знаний по курсу "Основы и средства передачи информации" путем проведения инженерных расчетов трактов передачи сигналов, организованных по ЛЭП, выполнения информационного анализа энергетических объектов, структурных и функциональных схем систем передачи информации, конструктивных чертежей ее отдельных элементов, а также расширение этих знаний в результате самостоятельной работы с литературой.

Основная задача данного проектирования состоит в том, чтобы обучить студентов основным этапам построения систем передачи информации, в связи с чем пояснительная записка и графический материал может рассматриваться как техническая документация, выполненная в соответствии с требованиями ЕСКД.

Расчетная часть

1. Определение состава системы передачи информации

1.1 Состав и основные требования, предъявляемые к системе передачи информации

В соответствии с принятой структурой управления в электроэнергетике системы передачи информации используются для оперативно-диспетчерского управления, противоаварийной автоматики, технологического и административно-хозяйственного управления.

Для решения перечисленных задач управления используются системы передачи информации, содержащие диспетчерскую телефонную связь (ДТС), технологическую телефонную связь (ТТС), сеть передачи телеинформации. Состав данных систем зависит от структурного диспетчерского управления, характеристики энергообъекта (класса напряжения, установленной мощности, режима работы оборудования и т.п.).

ДТС должна быть организована по двум или более взаимно резервируемым каналам, один из которых обязательно должен быть некоммутируемым или групповым.

Каналы связи для ДТС должны иметь полосу пропускания не менее 2 кГц (0,3...2,3 кГц), которая включается с обеих сторон в диспетчерские коммутаторы. Вызов по каналам ДТС осуществляется с помощью простых манипуляций (нажатием кнопки ключа) без набора номера. При этом диспетчер должен контролировать занятость канала и право внеочередного доступа и освобождения канала.

Для организации ТТС следует использовать коммутируемые и некоммутируемые каналы телефонной связи производственной телефонной сети (ПТС) Минтопливоэнерго Украины.

Сети телеинформации предназначаются для передачи сигналов телемеханики в системах оперативно-диспетчерского управления, системной автоматики и релейной защиты. В состав сетей входят некоммутируемые каналы и устройства для передачи телеинформации. Создаваемые каналы телеинформации должны быть организованы по комбинированным или специализированным каналам тональной частоты на базе соместных систем вторичного уплотнения, имеющих стандартную шкалу частот, принятую для тонального телеграфирования.

1.2 Состав и технические требования к системе передачи информации с подстанции

Для понизительных подстанций напряжением ПОкВ распределительной сети предусматривается один телефонный канал диспетчерской связи с оперативным персоналом ДП без резервирования собственными независимыми каналами связи.

Для понижающих подстанций 35(110)кВ в зависимости от местных условий предусматривается включение во внутрирайонную сеть телефонной связи Министерства связи, чем обеспечивается местная телефонная связь подстанции.

Для организации каналов диспетчерской связи понизительных подстанций напряжением 35 (ПО)кВ используются средства ВЧ-связи по ЛЭП, проводные средства связи.

В качестве резервного канала диспетчерской связи используются средства УВК радиосвязи специализированных бригад, прибывших на подстанцию.

Каналы телемеханики от данных подстанций на соответствующие Диспетчерские пункты организуются путем вторичного уплотнения телефонного канала диспетчерской связи.

Определим количество, тип каналов связи для проектируемой системы и выберем способ их организации. Полученные данные занесем в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Вид связи	Характеристика каналов
	Количество каналов	Тип ТФ - каналов	Способ организации
ДТС	Основной	1	Некомутируемый канал	ВЧ-канал по ВЛ
	Резервный	1	Коммутируемый канал	ТФ ТС
ТТС	1	Некомутируемый канал	ВЧ-канал по ВЛ
СПТИ	ТМ	2	Некомутируемый канал	Вторичное Уплотнение канала ТТС

2. Определение объемов телеинформации

При проектировании системы передачи информации объем телеинформации содержит информацию оперативно-диспетчерского контроля и управления режимом и информацию для производства оперативных расчетов в реальном масштабе времени, которая используется при оперативной коррекции режима. Объемы информации для диспетчерского управления электрической подстанцией определяется в зависимости от значения подстанции в энергосистеме, мощности и режима работы ее оборудования, высшего напряжения главной электрической схемы подстанции, структуры диспетчерского управления. При проектировании системы передачи информации с подстанции напряжением 110кВ предусматривается телеинформация, состав и характеристика объемов которой приведены ниже. Для решения задач автоматизированной системы диспетчерского управления ПЭС рекомендуются следующие объемы телеинформации:

а) телеизмерение:

напряжения на контролируемых шинах 110кВ узловых и транзитных подстанций;

напряжения на шинах 6...10кВ основных центров питания;

токов в линиях 110кВ, подверженных перегрузке;

токов в секционированных линиях 6...10 кВ;

активной и реактивной нагрузки контролируемых трансформаторов;

б) телесигнализация положения выключателей и отделителей (разъединителей);

в) аварийно-предупредительная сигнализация:

работы защиты - один общий сигнал;

работы АПВ, АВР и АЧР - один общий сигнал;

авария трансформатора (работа газовой и дифференциальной защит на отключение) - один общий сигнал со всех трансформа торов;

неисправность трансформатора (перегрузка, перегрев, понижение уровня масла) -- один сигнал с трансформатора;

"Земля" на секции 10кВ - один сигнал с секции;

неисправность на подстанции (во вторичных цепях, исчезновение напряжения на подстанции и др.) - один общий сигнал;

г) телеуправление выключателями и отделителями (разъединителями) в соответствии с требованиями оперативного обслуживания объектов без постоянного оперативного персонала;

д) показания фиксирующих измерительных приборов о повреждениях на ЛЭП;

е) показание счетчиков электроэнергии.

В соответствии со сказанным выше определяются объемы телеинформации для рассматриваемой подстанции. Результаты занесены в табл. 2.1

Таблица 2.1.

Направление передачи	Телесигнализация
	Положение выключателей	Положение разъединителей	Аварийно-предупредительная сигнализация
			Работа РЗ	Работа АПВ АВР и АЧР	Авария тр-ра	Неисправность тр-ра	"Земля"	Неисправность на п/ст
П/ст-ДП	22	4	1	1	1	2	4	1
Телеизмерения		ТУ	Всего
текущие	по вызову	Интегральное		ТС	ТИ	ТУ	ТИИИ
I	U	f	P	Q	I	U	f	P	Q	активной энергии	Реактивной энергии
22	6	-	6	6	-	-	-	-	-	2	2	26	36	40	26	4

3. Выбор аппаратуры преобразования и передачи телемеханической информации

Целью данного этапа проектирования является выбор основной аппаратуры системы передачи информации: измерительных преобразователей, аппаратуры ПТИ и аппаратуры связи.

3.1 Выбор аппаратуры преобразования и передачи телемеханической информации

Выбор аппаратуры ПТИ

Выбор аппаратуры ПТИ выполняется на основе определения ее функций, вида размещения ее объектов, а также с учетом объемов передаваемой информации.

По выполняемым функциям аппаратура ПТИ подразделяется на аппаратуру телеизмерения, телесигнализации, телеуправления, а также на комбинированную. Выбор функции системы осуществляется на основе анализа объемов информации, которую необходимо передать.

Определение вида размещения аппаратуры осуществляется анализом объема информации, которую необходимо передать, числа контролируемых объектов, их месторасположением, а также эффективностью использования эксплуатируемой аппаратуры ПТИ.

При выборе типа аппаратуры ПТИ необходимо также, чтобы максимальный объем информации выбранной аппаратуры был больше (равен) передаваемого объема, причем данное условие должно выполняться по каждому виду передаваемой информации:

V'_TC>V_TC, V'ти>V_TH, V'ту>Vту,

где Vtc, V-ти, Vту -- объем информации, который необходимо передать; V'тс, V'ти, V'ту - максимальный объем информации для выбранной аппаратуры, определяемый по ее паспортным данным.

В соответствии с полученными данными выбираем аппаратуру ПТИ, технические характеристики которой приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Тип	Структура ЛС	Тип КС	Режим передачи	Скорость передачи, бит/с	Число обслуживаемых	КП, обслуживаемых одним ПУ
					Всего	На одном направлении	ТС	ТУ	ТИ	ТИИ
ТМ 120-1	Древовидная	Некоммутируемый, уплотнительный	Дуплексный	200	До 30	До 8	256	160	224	8

Выбор измерительных преобразователей.

Для телеизмерения напряжения электрической сети, тока и мощности необходимо указанные величины преобразовать в унифицированные сигналы, подаваемые на вход аппаратуры ПТИ. Данное преобразование выполняется измерительными преобразователями, которые подразделяются на первичные и вторичные.

В качестве первичных преобразователей используют измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Вторичное преобразование измеряемых величин выполняют с помощью преобразователей, основные характеристики которых приведены ниже.

Выходным унифицированным сигналом данных преобразователей является постоянный ток 0... 5мА.

При выборе типа вторичных преобразователей необходимо учитывать его назначение (например, для преобразования тока), входные величины (выходные сигналы измерительных трансформаторов тока и напряжения), а также обеспечение требуемой точности преобразования. Основные характеристики преобразователей приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Назначения	Тип ИП	Основн. Погр., %	Велечины на выходе
Преобразование переменного тока	Е - 824	± 0,5	0…5 А
Преобразование напряжения переменного тока	Е - 800/1	±0,5	0…130 В, 50 Гц
Преобразование активной мощности 3-х ф. сети переменного тока	Е - 728Н/2	±0,5	0…5 А, 80..120 В
Преобразование реактивной мощности 3-х ф. сети переменного тока	Е - 830/2	±0,5	0…5 А, 20..120 В

3.2 Выбор аппаратуры связи

Согласно заданию на проектирование СПИ в качестве линии связи следует использовать линии электропередачи. Поэтому данный выбор ограничен только анализом аппаратуры, которая по техническим характеристикам соответствует поставленной цели.

Для выбора типа аппаратуры связи необходимо определить количество каналов, которые необходимо организовать для передачи заданного объема информации, т.е. количество телефонных каналов, используемых для диспетчерской и технологической связи и каналов телемеханики, предназначенных для передачи сигналов аппаратуры ПТИ. Так как режим работы аппаратуры ПТИ дуплексный, то для передачи ее сигналов необходимо два канала телемеханики, один из которых обеспечивает передачу сигналов от контролируемого пункта к пункту управления, а второй -от пункта управления к контролируемому пункту. На основание полученных объемов всех типов передаваемой информации выбираем аппаратуру связи, технические характеристики которой приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Тип апаратуры	Диапазон частот, кГц	Число каналов	Полоса частот каналов, кГц
		ТФ	ТМ	ТФ	ТМ
АСК-3	40…500	3	2	0,3…2,3	2,5…3,4
Скорость передачи в канале ТМ, Бод	Максимальный уровень передачи, дБ	Чувствительность Приемника, дБ	Наличие модемов ТМ
200	+39,0	-23,5	нет

3.3 Сопряжение аппаратуры передачи телемеханической информации с аппаратурой связи

Сигнал на выходе аппаратуры ПТИ представляет собой, как правило, сигнал кодоимпульсной формы, спектр частот которого в общем случае бесконечный. Поэтому для передачи сигнала по каналу тональной частоты аппаратуры связи его спектр должен быть ограничен и перенесен в диапазон тональных частот. Обычно для организации каналов телемеханики используют верхнюю часть полосы каналов тональной частоты. С этой целью в стандартном канале тональной частоты аппаратуры с рабочей полосой частот 0,3 ... 3,4 кГц фильтрами выделяют полосу частот 2,5 ... 3,4 кГц, при этом в нижней части рабочей полосы организуют телефонную связь.

Указанное преобразование сигналов выполняют модемы, которые могут входить в состав аппаратуры ПТИ, связи или могут быть выполнены в виде самостоятельной аппаратуры.

Так как в составе аппаратуры ПТИ модемы отсутствуют, то используем два модема типа АПТ. При выборе модема необходимо обеспечить требуемую скорость передачи сигналов определяемой аппаратурой ПТИ, а также выделенную (для каналов телемеханики) полосу тональных каналов аппаратуры связи.

Номинальная скорость передачи сигналов модема должна быть не меньше соответствующей скорости аппаратуры ПТИ. Диапазон частот сигнала на выходе модема определяется его средней частотой и шириной частоты фильтра.

С учетом вышеуказанного выбираем модем, технические характеристики которого приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Тип, модификация	Скорость Передачи импульсов, Бод	Средняя частота fс, Гц	Полоса Фильтра Дf, Гц	Режим роботы	Напряжение Импульсов на входе передатчика, В	Девиация частоты частотных систем ТМ Гц
АПТ - 200	200	3000	400	Симплексный	3…6 однополярные и двухполярные	-

4. Растет ВЧ тракта по ЛЭИ

Организация ВЧ трактов по ЛЭП обладает рядом преимуществ: высокое качество изоляции, механическая прочность и низкая стоимость. Но при организации каналов связи для передачи информации по ЛЭП надо учитывать ряд особенностей, затрудняющих их использование. На концах ВЛ располагается оборудование подстанций, которое для токов высокой частоты представляет собой цепь сопротивления. Из-за этого образуется связь между ВЛ через шины подстанции и в них попадает часть энергии. Для предотвращения этого используют ВЧ заградители между ВЛ и вводами подстанции, которые снижают эффект шунтирования токов ВЧ аппаратурой подстанции.

4.1 ВЧ тракты по фазным проводам

Выбираем схему присоединения "фаза - земля" (схема приведена на листе 1), в которой аппаратура включена между фазным проводом и землей. Схема является наиболее простой и экономичной: в каждом пункте устанавливается только один комплект устройств присоединения и обработки. Концевые затухания не превышают 2,5 дБ и в большинстве случаев не снижают качества передачи. Основным недостатком схемы "фаза - земля" является малое переходное затухание между трактами, организованными по данной схеме, и как следствие этого, большие сложности при выборе частот для каналов связи.

4.2 Расчет наибольшего километрического затухания

Значение наибольшей возможной частоты зависит от многих факторов и определяется по наибольшему возможному километрическому затуханию:

а(ф) mах=дБ/км,

где:

Апер - затухание, перекрываемое ВЧ аппаратурой, дБ;

аэл - затухание всех элементов ВЧ тракта, усилительного или переприемного участка канала, кроме затухания междуфазной волны, дБ;

Азап - запас по перекрываемому затуханию на случай увеличения затухания ВЧ тракта при гололеде и КЗ на ВЛ или увеличения помех от короны при неблагоприятных погодных условиях, дБ;

L - длина линии электропередачи, км.

Затухание, перекрываемое ВЧ аппаратурой, определяется по формуле:

А_{пер =} Р_{пер -} Р_{пр min}

где:

Р_пер - уровень передачи сигнала, дБ,

Р_пер = +39дБ(табл. 2.2 [1] );

Р_{пр min} - минимальный уровень приема в канале, дБ.

Минимальный уровень приема для ВЧ-каналов телефонной связи и телемеханики определяется по формуле:

Р_{пр min} = Р_пом + l0lgДf + Р_с/п + ДС_пром ,

где:

Рпом - средний уровень помех от короны на фазных проводах ВЛ, дБ,

Р_пом = - 38 дБ для ВЛ 110 кВ (табл. 2-3 [1]);

Дf- полоса эффективно передаваемых частот канала, кГц;

l0lgДf = 4,77

Дf =3,4-0,3=3,1 кГц,

Рс/п - минимальная разность сигнала и распределенной помехи на входе приемника.Определяется в точке подключения устройства присоединения к ВЛ, дБ;

Р_с/п = 22дБ (табл. 2-5 [1]);

ДРпром - поправка, учитывающая суммирование распределенных помех в каналах с промежуточными усилителями и переприемами; определяется по формуле

ДР_пром=101g (m+1),дБ,

где m -- число промежуточных усилителей и переприемов.

Итак, для исходного случая без промежуточных усилителей имеем:

ДP_пром=101g(0+l) = 0,дБ;

Pnpmin = -38 + 4,77 + 22 + 0 = -11.08,дБ;

А_пер = 39 - (-11.08) = 50.08,дБ.

Затухание элементов ВЧ тракта а_эл определяется из выражения:

а_эл = n₁ _а_к + Да_тр1 + n₂_Да₍₀₎ +2 _n₁ _а₃ + (2 _ n₁-1) _а_фп + (m₁-1) _а_каб + ?a_ш + m₂_а_пром+ m₃_ а_рф

где:

n₁- количество В Л в ВЧ тракте канала, rш = 3;

n₂ - количество ВЛ короче 20 км в ВЧ тракте канала, п₂ = 1;

m - количество элементов данного вида в ВЧ тракте канала (так, mi = 4);

а_к -- концевые затухания двух концов ВЛ, а_к = 2,5 дБ;

Да_тр1-дополнительное затухание, обусловленное многократными отражениями междуфазной волны от концов ВЛ и ответвлений, Да_тр1=3,0 дБ;

Да₍₀₎ - поправка, учитывающая увеличение затухания из-за влияния земляной волны на ВЛ короче 20 км затухание, Да₍₀₎ = 2,0 дБ;

а₃ - затухание, вносимое заградителем, а₃ = 3,0 дБ;

а_фп - затухание фильтра присоединения, аф _п = 1,5 дБ;

а_{каб -}затухание ВЧ кабеля, соединяющего ВЧ-аппаратуру с фильтром присоединения, а_каб = 0,5 дБ;

а_ш - затухание, вносимое параллельно включенной аппаратурой других ВЧ-каналов на оконечном пункте, У а_ш = 1 дБ; таким образом,

а_пром - затухание, вносимое в транзитный канал аппаратурой уплотнения на промежуточном пункте, подключенной к схеме ВЧ обхода, а_пром= 3,5 дБ;

а_р.ф. - затухание разделительного фильтра, учитывается на передающем конце и в пункте ВЧ обхода, а_р.ф. =1,0 дБ;

а_эл= 3·2,5 + 3 + 2·1 +2·3·3+ (2·3- 1)·1,5 + (4- 1) ·0,5 + 1 + 0= 40,5 дБ.

Значения коэффициентов а взяты из табл. 2-6 [1].

Запас по перекрываемому затуханию принимается в зависимости от назначения канала и района по гололеду, в котором проходит трасса ВЛ: Метод 1:

Азап = Дaголf , дБ,

Дaголf - прирост затухания линейного тракта из-за гололеда на расчетной частоте f.

Дaголf = 1g(1+) = 1g(1+) = 0.064

где:

L - длина участка линии с гололедом (30 км);

p - число проводов в расщепленной фазе, p = 1;

Z - эквивалентное сопротивление междуфазной волны, Z = 390;

d - толщина гололеда на проводах В Л, d = 0,5;

г - радиус провода, г=0.95см;

M -- коэффициент, характеризующий ВЧ параметры гололеда:

М = = = 0.365

tgд тангенс угла диэлектрических потерь:

tgд = = = 0.054

е' - действительная часть комплекса диэлектрической проницаемости льда;

е" - мнимая часть комплекса диэлектрической проницаемости льда,

=

е^c- статическая диэлектрическая проницаемость льда, s^c = 74,6;

е° - оптическая диэлектрическая проницаемость льда, е° = 3;

К = К_пe^оt = 1,16*10^-4е^-0,101*^(-1) = 1.048*10^-4

Ко=1,16*10^-4 с, о = 0,101 ^ос^-1;

t -- температура льда, t = -1 °С.

= = ,

=,

Так как ?а голf = 0.064, то используем второй метод.

Метод 2:

По табл. 3-6 [2]: Для ТФ и ТМ линий 110 кВ, аголf = 13 дБ.

Выбираем по максимальному запасу аголf = 13 дБ, Азап =13 дБ.

а(ф) mах= = -0,262 < 0 дБ

Поскольку а(ф)mах<0, то необходимо сделать промежуточный перепри ем. Схема разбивается на два тракта, расчет производим для каждого тракта. Нужно провести перевыбор аппаратуры связи. Выбираем АСК-3. Тогда

Р_пер = +39, дБ, (табл. 2.2 [1]);

ДP_npом=101g(l+l)=3,01, дБ; ДР_пр min = - 38 + 4,77 + 22 + 3,01 = -8,662, дБ; А_пер = 39 - (-8,662) = 47,662, дБ.

Для первого тракта n₁=2, n₂=1, m₁=3, m₃=0 тогда

а_эл =2·2,5 + 3 + 1·2+ 2·2·3+ (2·2- 1) ·1,5 + (3- 1)·0,5 + 1 +0 = 28,5 дБ,

а(ф) mах= = -0,262 >0 дБ/км

для второго тракта n₁=1, n₂=0, m₁=2, m₃=1 тогда

а_эл =1·2,5+ 3+2·1·3+ (2·1 - 1) ·1,5 + (2- 1)0,5 + 1 + 1= 15,5 дБ,

а(ф) mах= = -0,443 >0 дБ/км

Поскольку для первого тракта а(ф)max =0,07, то по граф.2,2[1] для этого случая определяем возможную наибольшую частоту для провода АС-185: fmax =250 кГц на этой частоте не возможно создать каналы передачи информации так как частоты до 250кГц заняты, поэтому попробуем разбить на два других тракта.

Схема разбивается на два тракта, расчет производим для каждого тракта. Нужно провести перевыбор аппаратуры связи. Выбираем АСК-3. Тогда Р_пер = +39, дБ, (табл. 2.2 [1]);

информация телемеханический связь высокочастотный

ДP_npом=101g(l+l)=3,01, дБ; ДР_пр min = - 38 + 4,77 + 22 + 3,01 = -8,662, дБ; А_пер = 39 - (-8,662) = 47,662, дБ.

Для первого тракта n₁=2, n₂=1, m₁=2, m₃=0 тогда

а_эл = 1·2,5 + 3 + 1·2+ 2·1·3+ (2·1 - 1) ·1,5 + (1 - 1) 0,5 + 1+0 = 16,5дБ,

а(ф) mах= = -1,107 >0 дБ/км

для второго тракта n₁=2, n₂=0, m₁=3, m₃=1 тогда

а_эл =22,5+ 3+2·2·3+(2·2- 1) ·1,5 + (3- 1) ·0,5+ 1 + 1=27,5 дБ,

а(ф) mах= = -0.062 >0 дБ/км

Поскольку для второго тракта а(ф)max =0,062, то по граф.2,2[1] для этого случая определяем возможную наибольшую частоту для провода АС-185: fmax =200 кГц на этой частоте не возможно создать каналы передачи информации так как частоты до 200 кГц заняты, поэтому попробуем разбить на три тракта. Тогда

Р_пер = +39, дБ, (табл. 2.2 [1]);

ДP_npом=101g(2+l)=4.77, дБ; ДР_пр min = - 38 + 4,77 + 22 + 4.77 = -5,901 дБ; А_пер = 39 - (-5,901) = 44.77, дБ.

Для первого тракта n₁=1, n₂=1, m₁=2, m₂=0 , m₃=0 тогда

а_эл =1·2,5 + 3 + 1·2 + ·1·3 + (2·1 - 1) ·1,5 + (2- 1)·0,5 + 1+0= 16,5 дБ,

а(ф) mах= = -0.939 >0 дБ/км

для второго тракта n₁=1, n₂=0, m₁=2, m₃=1 тогда

а_эл =1·2,5+ 3 + 2·1·3+ (2·1 - 1) ·1,5 + (2- 1) ·0,5 + 1 + 1= 15,5 дБ,

а(ф) mах= = -0.231 >0 дБ/км

для третьего тракта n₁=1, n₂=0, m₁=2, m₃=1 тогда

а_эл =1·2,5+ 3 + 2·1·3+ (2·1- 1) ·1,5 + (2- 1) ·0,5 + 1 + 1= 15,5 дБ,

а(ф) mах = = -0.443 >0 дБ/км

4.3 Определение возможной наибольшей частоты

По возможному наименьшему километрическому затуханию а(ф)тах= 0,231 дБ/км и по графику 2.2 [1] определяем наибольшую возможную частоту для провода АС-185: f_max >500 кГц.

4.4 Разнос частот

Разнос частот между рабочими полосами передатчика дуплексного ВЧ канала должен иметь величину 5%, но не менее 12 кГц.

Разнос частот между краями рабочих частот должен составлять 10%, но не менее 10 кГц.

Величина минимального разноса частот между полезным и мешающим сигналом определяется по графику рис. 3.5 [2], где

ДР = Р_пр - Р_меш = -5,901 - (-16,627) = 10,726 дБ;

Р_пр = Р_{пр min} = -5,901, дБ;

Р_меш= Р_{меш max} - а_тр = 39 - 55,627 = -16,627 дБ.

Выбор а_тр выполняется для самых тяжелых условий на конечном пункте:

а_гр = 7,5 + Za_f - 1 + 3,5- m_отв + 10m_o6x + УБ_прх= =7,5+0,939*16,4+0,231*70,8+0,379*43,2+0 = 55,627, дБ.

Из рис 3.5 [2] Дf = <1,0 кГц, т.е. ГОСТ не соблюдается, поэтому разнос частот выполняем согласно ГОСТу. Разнос частот приведен на листе 1

4.5 Выбор аппаратуры присоединения к ВЛ

Выбор конденсатора связи

Конденсатор связи является основным элементом устройства присоединения приемников и передатчиков ВЧ-каналов к проводам ЛЭП.

В качестве диэлектрика в КС используется конденсаторная бумага, пропитанная минеральным маслом. Для напряжения 110кВ корпус КС выполняется из фарфора.

Конденсаторы связи на напряжение 110кВ комплектуются из одного или нескольких элементов, соединенных последовательно и установленных на изолирующей подставке.

Выбираем конденсатор связи типа СМР - 110/Ѓг ,3-0,0064 (табл. 2-12 [2]) соответствующий фазному напряжению ПО кВ. Это конденсатор связи с пропиткой минеральным маслом с расширителем, емкостью одного элемента 0,0064 мкФ^+10% /_-5% емкость присоединения 6400пФ.

Выбор фильтра присоединения

Фильтр присоединения, образуя с конденсатором связи полосовой фильтр на заданную полосу пропускания, служит для согласования входных сопротивлений линейного тракта и ВЧ- кабеля, а также для заземления нижней обкладки конденсатора связи по промышленной частоте.

ВЧ -каналу по ВЛ 110 кВ соответствует фильтр присоединения УФП-75. Для защиты элементов фильтра присоединения, ВЧ- кабеля и ВЧ- аппаратуры от перенапряжений служит вентильный разрядник, включенный параллельно линейной катушке, с пробивным напряжением 1,5 кВ_действ. Из табл 2-15 [2] выбираем фильтр УФП75 .Данные фильтра в таблице 4.1.

Таблица4.1

Емкость конденсатора связи, пФ	Полоса пропускания, кГц	Характеристическое сопротивление, Ом	Схема фильтра
6400	40 - 600	200	ФВЧ

Выбор заземляющего ножа

Заземляющий нож предназначен для временного заземления нижней обкладки конденсатора связи в целях безопасности обслуживающего персонала при профилактических и ремонтных работах на фильтре присоединения, конденсаторе связи и ВЧ- кабеле.

В качестве заземляющего ножа используют один полюс стандартного разъединителя типа РЛНД или РВО на напряжение 6 - 10 кВ и номинальный ток 200-400 A [2].

Выбираем один полюс разъединителя типа РЛНД 1-10/200 У1 на напряжение 10кВ и номинальный ток 200 А.

Выбор высокочастотного заградителя

ВЧ заградитель служит для ослабления шунтирующего действия шин подстанции на линейный тракт ВЧ канала. ВЧЗ состоит из силовой катушки, элемента настройки на запирание полосы частот, разрядников для защиты от перенапряжений силовой катушки и элемента настройки. Основными параметрами заградителя являются:

индуктивность силовой катушки (чем больше индуктивность, тем выше заграждающие свойства);

номинальный рабочий ток (наибольший ток промышленной частоты, длительно проходящий через силовую катушку без недопустимого перегрева заградителя);

ток электродинамической стойкости (максимально допустимый ударный ток к.з. при котором не происходит заметной деформации силовой катушки);

ток термической стойкости (максимально допустимый установившийся ток к.з. при котором не происходит недопустимого перегрева провода силовой катушки и межвитковой изоляции);

полоса заграждения (полоса частот, в пределах которой сопротивление заградителя не менее заданной величины).

Допускается перегрузка заградителя на 20% - до 60 мин., на 30% - до 45 мин., на 40% - до 32 мин., на 50% - до 18 мин. [1].

Исходим из приведенных характеристик, а также из того, что на подстанции установлены два силовых трансформатора по 40000 кВА. По ПУЭ, в аварийном режиме работает один с перегрузкой до 40%, поэтому максимальный рабочий ток ВЧ заградителя должен быть более 1,4·40000/110=509,1 А.

Выбираем высокочастотный заградитель типа ВЗ-1000-0,6 (на номинальный ток 1000 А). данные заградителя наведены в таблице 4.2

Таблица 4.2

Индуктивность силовой катушки, мГн	Полоса заграждения по активному сопротивлению, кГц	Активное сопротивление в полосе заграждения, Ом	Номинальный ток силовой катушки, А	Термическая стойкость в течении 1 сек., кА	Максимальн. Электродинамическая стойкость, кА
0.6	180-500	600	1000	30	42

Выбор высокочастотного кабеля

Высокочастотный кабель связывает приемники и передатчики с фильтром присоединения. Коаксиальный кабель ФКБ 1 ·1,3 имеет центральную жилу диаметром 1,3мм, кордельно-бумажную изоляцию, свинцовую оболочку, броневой покров из двух стальных лент и наружную джутовую оплетку. Внешний диаметр без стальной брони равен 10мм, а с броней - около 20мм. Волновое сопротивление равно 100Ѓ}10 Ом.

Заключение

При выполнении расчетов, состав и объем телеинформации определялись в соответствии с Руководящими указаниями по выбору объемов информации, проектированию систем сбора и передачи информации в энергосистемах (М.: СПО Союзтехэнерго, 1981.), выбрана аппаратура ПТИ типа ТМ-120-1, удовлетворяющая всем необходимым требованиям.

Аппаратура сопряжения комплекса ПТИ с аппаратурой связи (модем АПТ-200), а также сама аппаратура связи АСК-3 согласованы по диапазону частот, при этом скорость передачи информации соответствует скорости передачи аппаратуры ПТИ.

При выборе схемы присоединения ВЧ-аппаратуры к ВЛ, критериями выбора были: экономическая целесообразность, надежность, перспектива подключения других параллельных комплектов ВЧ - аппаратуры.

Расчет ВЧ-тракта по ВЛ проводился так, чтобы обеспечить минимальную стоимость тракта, надежность передачи информации, совместимость с уже существующими каналами.

Выбор аппаратуры присоединения к ВЛ производился так, чтобы обеспечить надежность передачи данных при минимальной стоимости.

Курсовое проектирование по дисциплине "Основы и средства передачи информации в энергосистемах" является заключительным этапом изучения данного курса. Выполнение проектирования способствует развитию необходимых качеств проектанта-конструктора в соответствии с общей методологией инженерного творчества применительно к специальности "Системы производства и распределения электроэнергии".

Литература

1 .Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Основы и средства передачи информации в энергосистемах".

2.Справочник по проектированию систем передачи информации в энергетике / Под редакцией В.Х. Ишкина.

3.Б.П.Белоус.Средства связи диспетчерского и технологического управления энергосистем.

Размещено на Allbest.ru