Проектування системи передачі інформації з підстанції напругою 110 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru

8

Вихідні дані

1. Маємо головну електричну схему підстанції 35/10 кВ, на якій експлуатуються два трансформатора потужністю 1600 кВА кожен.

2. Схема електричної мережі

3. Район по голольоду - II

4. Заняті частоти:

40 - 140 кГц

160 - 270 кГц

5. Розташування проводів

Вступ

апаратура телемеханічна інформація зв'язок

Телемеханіка - як окрема галузь науки і техніки виділилася порівняно не давно. Але не дивлячись на свою відносну "молодість" відразу ж почала розвиватися стрімкими темпами, охоплюючи все нові і нові галузі промисловості і сільського господарства. Саме слово «телемеханіки» складається з давньогрецьких слів: ТІЛІ - далеко і МЕХАНІКА - рухати. Що в принципі має на увазі здійснення будь-яких дій на відстані. Мовою фахівців в області телемеханіки, такі дії називаються «телекерування». 

Це означає, що за допомогою спеціалізованого пункту управління (надалі ПУ) ми можемо практично на будь-якій відстані включати, відключати будь-які об'єкти, здіснювати регулювання. Крім управління, дуже важливе значення має відображення стану віддалених об'єктів. Стосовно до енергетики, це означає контроль за положенням вимикачів ліній, вводів і положенням контактів реле різних захистів. Така інформація називається телесигналізацією (ТЗ). Наступним параметром контролю над об'єктом є телевимірювання (ТІ). ТІ у свою чергу, поділяються на поточні телевимірювання - що дають миттєві зміни параметра (наприклад струму або напруги) і інтегральні вимірювання (Тії), які показують зміну параметрів за будь-якої проміжок часу.

Окремо хочеться розповісти про способи передачі інформації телемеханіки від КП до ПУ і назад. При зміні на підстанції електромереж якого або параметра (ТЗ, ТІ), КП відправляє відповідну інформаційну посилку до ПУ, і відповідно приймає від нього підтвердження. А так як інформація (принаймні телевимірювання) змінюється досить часто, то обмін між ПУ і КП йде безперервним потоком. І чим більшу швидкість передачі забезпечує апаратура телемеханіки, тим швидше інформація досягає диспетчера. Що б не було збоїв у обміні апаратури ТМ, необхідна наявність надійного каналу зв'язку. Стосовно для енергетики, найбільш поширеними є кабельні канали, високочастотні канали по ЛЕП та радіозв'язок. Кабельні канали особливого застосування не отримали з-за віддаленості об'єктів від центру управління. Набагато зручніше ВЧ зв'язок по ЛЕП. Такий зв'язок має багато переваг, але смуга частот, яку він може передати, не достатня для сучасних високошвидкісних пристроїв телемеханіки. До того ж в промисловій мережі досить багато перешкод, і не дивлячись на застосування різних фільтрів, позбутися повністю не вдається. Можливість КП сучасних комплексів ТМ виступати в якості ретрансляторів вивело на першу позицію радіозв'язок. Правильно застосовуючи спрямовані або кругові антени, з допомогою радіостанцій можливо створити своєрідну «стільникову» мережу для телеінформації і практично до нескінченності збільшити дальність доставки телеінформації. 

Саме в цьому і полягає основна задача апаратури телемеханіки в енергетиці. Дуже часто саме оперативність в перемиканнях на підстанціях і дозволяє уникнути багатьох аварійних ситуацій і навіть нещасних випадків. Грамотно спроектована і добре налагоджена система телемеханіки, дозволяє персоналу електромереж контролювати всі об'єкти, що знаходяться в його віданні, в плоть до аналізу енерговитрат та їх усунення. 

Диспетчерське керування ОЕС України будується за ієрархічним принципом. Для оперативного керування диспетчерській службі доводиться переробляти значний обсяг інформації. Напрямок передачі інформації визначається структурою, прийнятою для кожного рівня керування, а обсяги інформації залежать від потужності об'єктів контролю та їх значення в електричній мережі.

Метою даного курсового проекту є закріплення і поглиблення знань з курсу "Основи і засоби передачі інформації" шляхом проведення інженерних розрахунків трактів передачі сигналів, організованих по ЛЕП. Виконання інформаційного аналізу енергетичних об'єктів, структурних та функціональних схем систем передачі інформації, конструктивних креслень її окремих елементів. Основне завдання даного проектування: навчитися основним етапам побудови систем передачі інформації, у зв'язку, з чим пояснювальна записка і графічний матеріал може розглядатися як технічна документація, виконана у відповідності з вимогами ЕСКД.

Размещено на http://www.allbest.ru

1.Визначення складу системи передачі інформації

1.1 Склад і основні вимоги, які пред'являються до системи передачі інформації

Відповідно до прийнятої структури керування в електроенергетиці системи передачі інформації застосовуються для оперативно-диспетчерського керування, протиаварійної автоматики, технологічного та адміністративно-господарського управління. Для вирішення перерахованих завдань керування використовуються системи передачі інформації, що містять диспетчерський телефонний зв'язок (ДТЗ), технологічний телефонний зв'язок (ТТЗ), мережу передачі телеінформації. Склад даних систем залежить від структурного диспетчерського керування, характеристик енергооб'єкта (класу напруги, встановленої потужності, режиму роботи обладнання і т.п.). ДТЗ повиннен бути організований за двома або більше взаємно-резервованих каналах, один з яких обов'язково повинен бути некомутованим або груповим. Канали зв'язку для ДТЗ повинні мати смугу пропускання не менше 2 кГц (0,3 ... 2,3 кГц), що включається з обох сторін у диспетчерські комутатори. Виклик по каналах ДТЗ здійснюється за допомогою простих маніпуляцій (натисканням кнопки ключа) без набору номера. При цьому диспетчер повинен контролювати зайнятість каналу і право позачергового доступу та звільнення каналу.Для організації ТТЗ слід використовувати комутовані та некомутовані канали телефонного зв'язку виробничої телефонної мережі (ВТМ) Мінпаливенерго України. Мережі телеінформації призначаються для передачі сигналів телемеханіки в системах оперативно-диспетчерського керування, системної автоматики і релейного захисту. До складу мереж входять некомутовані канали і пристрої для передачі телеінформації. Створювані канали телеінформації повинні бути організовані за комбінованим або спеціалізованим каналам тональної частоти на базі спільних систем вторинного ущільнення, що мають стандартну шкалу частот.

1.2 Склад і технічні вимоги до системи передачі інформації з підстанцій

Для понижувальних підстанцій напругою 110кВ розподільчої мережі передбачається один телефонний канал диспетчерського зв'язку з оперативним персоналом ДП без резервування власними незалежними каналами зв'язку. Для понижувальних підстанцій 35 (110) кВ залежно від місцевих умов передбачається включення у внутрішньорайонну мережу телефонного зв'язку Міністерства зв'язку, чим забезпечується місцевий телефонний зв'язок підстанції. Для організації каналів диспетчерського зв'язку понижувальних підстанцій напругою 35 (110) кВ використовуються засоби ВЧ-зв'язку по ЛЕП, провідні засоби зв'язку. Резервування диспетчерського зв'язку здійснюється по технологічниму каналу, що проходить по тракту, який не залежить від диспетчерського каналу. При відсутності такої можливості резервування повинне відбуватися по міжнародній телефонній мережі Міністерства зв'язку. Визначимо кількість, тип каналів зв'язку для проектованої системи і виберемо спосіб їх організації. Отримані дані занесемо в табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

Вид зв'язку	Характеристика каналів
	Кількість каналів	Тип ТФ-канала	Спосіб організації
ДТЗ	Основний	1	Некомутований канал	ВЧ-канал по ПЛ
	Резервний	1	Комутований канал	ТФ ТС
ТТЗ	1	Некомутований канал	ВЧ-канал по ПЛ
CПТІ	ТМ	2	Некомутований канал	Вторинне ущільнення канала ТТЗ

Размещено на http://www.allbest.ru

2. Визначення об'ємів телеінформації

При проектуванні системи передачі інформації об'єм телеінформації містить інформацію оперативно-диспетчерського контролю і керування режимом та інформацією для проведення оперативних розрахунків у реальному масштабі часу, яка використовується при оперативній корекції режиму.

Об'єми інформації для диспетчерського керування електричною підстанцією визначаються в залежності від значення підстанції в енергосистемі, потужності та режиму роботи її обладнання, вищої напруги головної електричної схеми підстанції, структури диспетчерського управління.

При проектуванні системи передачі інформації з підстанції напругою 110кВ передбачається телеінформація, склад і характеристика об'ємів якої наведено нижче.

Для вирішення задач автоматизованої системи диспетчерського керування ПЕМ рекомендуються наступні обсяги телеінформації:

а) телевимірювань:

напруги на контрольованих шинах 110кВ вузлових і транзитних підстанцій;

напруги на шинах 6 ... 10кВ основних центрів живлення;

струмів у лініях 110 кВ, схильних до перевантаження;

струмів в секціонованих лініях 6 ... 10 кВ;

активного та реактивного навантаження контрольованих трансформаторів;

б) телесигналізація положення вимикачів і віддільників (роз'єднувачів);

в) аварійно-попереджувальна сигналізація:

роботи захисту - один загальний сигнал;

роботи АПВ, АВР та АЧР - один загальний сигнал;

аварія трансформатора (робота газового та диференціального захисту на відключення) - один загальний сигнал з усіх

трансформаторів;

несправність трансформатора (перевантаження, перегрів, пониження рівня масла) - один сигнал з трансформатора;

"Земля" на секції 6 ... 10кВ - один сигнал з секції;

несправність на підстанції (у вторинних ланцюгах, зникнення напруги на підстанції та ін) - один загальний сигнал;

г) телеуправління вимикачами і віддільниками (роз'єднувачами) відповідно до вимог оперативного обслуговування об'єктів без постійногооперативногоперсоналу;

д) показання фіксуючих вимірювальних приладів про пошкодження на ЛЕП;

е) показання лічильників електроенергії.

У відповідності зі сказаним вище визначаються обсяги телеінформації для розглянутої підстанції.

Результати занесені до табл. 2.1

Таблиця 2.1.

	Телесигналізація
Напрям передачі	Положення вимикачів	Положення роз'єднувачів	Аварійно-попереджувальна сигналізація
			Робота РЗ	Робота АПВ, АВР і АЧР	Аварія тр-ра	Несправ- ність тр-ра	“Земля”	Несправність на П/СТ
П/СТ-ДП	28	47	1	1	1	2	2	1
Телевиміри	Телевиміри		Всього
поточні	по виклику	інтегральне	ТУ	ТС	ТІ	ТУ	ТВІ
I	U	f	P	Q	I	U	f	P	Q	активної енергії	реактивної енергії
32	8	1	6	6	0	0	0	0	0	25	25	50	83	103	50	50

Размещено на http://www.allbest.ru

3.Вибір апаратури перетворення і передачі телемеханічної інформації

Метою даного етапу проектування являється вибір основної апаратури системи передачі інформації: вимірювальних перетворювачів, апаратури ПТІ та апаратури зв'язку.

3.1 Вибір апаратури перетворення і передачі телемеханічної інформації

3.1.1 Вибір апаратури ПТІ виконується на основі визначення її функцій, виду розміщення її об'єктів, а також з врахуванням об'ємів передавальної інформації

По виконуваним функціям апаратура ПТІ поділяється на апаратуру телевимірювання, телесигналізації, телеуправління та на комбіновану. Вибір функцій системи реалізовується на основі аналізу об'ємів інформації, які необхідно передати.

Визначення виду розміщення апаратури реалізується аналізом об'єму інформації, яку необхідно передати, числа контрольованих об'єктів, їх місцезнаходженням, а також ефективністю використання експлуатованої апаратури ПТІ.

При виборі типу апаратури ПТІ необхідно також, щоб максимальний об'єм інформації обраної апаратури був більше (рівний) передавальному об'єму, причому дана умова повинна виконуватися по кожному виду переданої інформації:

VТС і VТС, VТИ і VТИ, VТУ і VТУ,

де VТС, VТИ, VТУ - об'єм інформації, який необхідно передати;

VТС, VТИ, VТУ - максимальний об'єм інформації для вибранної апаратури, який визначається по її паспортним даним.

Відповідно до отриманих даних вибираємо апаратуру ПТІ, технічні характеристики якої наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Тип	Структура лінії зв'язку	Тип Каналу зв'язку	Режим передачі	Швид-кість передачі, біт/с	Кількість КП, що обслуговуються одним ПУ	Максимальний об'єм інформації з одного КП
					Всього	На одному напрямку	ТС	ТУ	ТІ	ТВІ
ТМ310	Радіаль-на	Фізична пара	напівдуплексний	300	до 99	до 1	120	120	225	120

3.1.2 Вибір вимірювальних перетворювачів

Для телевимірювань напруги електричної мережі, струму та потужності необхідно зазначені величини перетворити в уніфіковані сигнали, що подаються на вхід апаратури ПТІ. Дане перетворення виконується вимірювальними перетворювачами, які поділяються на первинні та вторинні.

В якості первинних перетворювачів використовують вимірювальні трансформатори струму і трансформатори напруги.

Вторинне перетворення вимірюваних величин виконують за допомогою перетворювачів, основні характеристики яких наведено нижче.

Вихідним уніфікованим сигналом даних перетворювачів є постійний струм 0 ... 5мА.

При виборі типу вторинних перетворювачів необхідно враховувати його призначення (наприклад, для перетворення струму), вхідні величини (вихідні сигнали вимірювальних трансформаторів струму та напруги), а також забезпечення необхідної точності перетворення. Основні характеристики перетворювачів наведено в табл. 3.2.



Таблиця 3.2

Призначення	Тип ИП	Основна похибка, %	Вхідні величини
Перетворення змінного струму	Е-741	1,0	0…5А,
Перетворення напруги змінного струму	Е-722	1,0	0…130 В, 50 Гц
Перетворення активної потужності 3-х ф. мережі змінного струму	Е-728Н-1	1,0	0…5А, 80…120В
Перетворення реактивної потужності 3-х ф. мережі змінного струму	Е-830/2	1,0	0…5А, 20…120В
Перетворення частоти змінного струму	Е-828/3	0,5	45…55 Гц

3.2 Вибір апаратури зв'язку

Згідно з завданням на проектування ЗПІ, в якості лінії зв'язку, слід використовувати лінії електропередачі. Тому даний вибір обмежений тільки аналізом апаратури, яка за технічними характеристиками відповідає поставленій меті.

Для вибору типу апаратури зв'язку необхідно визначити кількість каналів, які необхідно організувати для передачі заданого обсягу інформації, тобто кількість телефонних каналів, використовуваних для диспетчерського і технологічного зв'язку і каналів телемеханіки, призначених для передачі сигналів апаратури ПТІ.

Оскільки режим роботи апаратури ПТІ напівдуплексний, то для передачі її сигналів необхідно два канали телемеханіки, один з яких забезпечує передачу сигналів від контрольованого пункту до пункту управління, а другий - від пункту керування до контрольованого пункту. На основі отриманих обсягів всіх типів переданої інформації вибираємо апаратуру зв'язку, технічні характеристики якої наведені в табл. 3.3.

Таблиця 3.3.

Тип апаратури	Діапазон частот, кГц	Кількість каналів	Смуга частот каналів, кГц
		ТФ	ТМ	ТФ	ТМ
АСК-3	40…500	3	3	0,3 … 2,3	2,5 … 3,4
Швидкість передачі в каналі ТМ, Бод	Максимальний рівень передачі, дБ	Чутливість приймача, дБ	Наявність модемів ТМ
200	+39,0	-23,5	не має

Будемо використовувати апаратуру АСК-3 з підсилювачем потужності типу УМ-1/12-100.

3.3 Сполучення апаратури передачі телемеханічної інформації з апаратурою зв'язку

Сигнал на виході апаратури ПТІ представляє собою, як правило, сигнал кодоімпульсной форми, спектр частот якого в загальному випадку нескінченний. Тому для передачі сигналу на каналі тональної частоти апаратури зв'язку його спектр повинен бути обмежений і перенесений в діапазон тональних частот. Зазвичай для організації каналів телемеханіки використовують верхню частину смуги каналів тональної частоти. З цією метою в стандартному каналі тональної частоти апаратури з робочою смугою частот 0,3 ... 3,4 кГц фільтрами виділяють смугу частот 2,5 ... 3,4 кГц, при цьому в нижній частині робочої смуги організовують телефонний зв'язок.

Зазначене перетворення сигналів виконують модеми, які можуть входити до складу апаратури ПТІ, зв'язку або можуть бути виконані у вигляді самостійної апаратури.

Так як у складі апаратури ПТІ модеми відсутні, то використовуємо два модеми типу АПП. При виборі модему необхідно забезпечити необхідну швидкість передачі сигналів, яка визначається апаратурою ПТІ, а також виділену (для каналів телемеханіки) смугу тональних каналів апаратури зв'язку.

Номінальна швидкість передачі сигналів модему повинна бути не менше відповідної швидкості апаратури ПТІ. Діапазон частот сигналу на виході модему визначається його середньою частотою і шириною частоти фільтру.

З урахуванням вище зазначеного, вибираємо модем табл. 3.4.

Таблиця 3.4.

Тип, модифікація	Швид-кість передачі імпульсів, Бод	Середня частота fc, Гц	Смуга фільтра Дf, Гц	Режим роботи	Напруга імпульсів на вході передатчика, В	Девіація частоти частотних систем ТМ,Гц
АПТ-200	200	3000	400	Симпл-ексний	3 … 6 однополярні та двухполярні	25...50

Размещено на http://www.allbest.ru

4. Розрахунок ВЧ тракту по ЛЕП

Організація ВЧ трактів по ЛЕП має ряд переваг: висока якість ізоляції, механічна міцність і низька вартість. Але при організації каналів зв'язку для передачі інформації по ЛЕП треба враховувати ряд особливостей, що ускладнюють їх використання. На кінцях ПЛ розташовується обладнання підстанцій, яке для струмів високої частоти являє собою ланцюг опору. Через це утворюється зв'язок між ПЛ через шини підстанції і в них потрапляє частина енергії. Для запобігання цьому використовують ВЧ загороджувачі між ПЛ і вводами підстанції, які знижують ефект шунтування струмів ВЧ апаратурою підстанції.

4.1 ВЧ тракти по фазним проводам

Вибираємо схему приєднання "фаза - земля" (схема наведена на аркуші 1), в якій апаратура включена між фазним проводом і землею. Схема є найбільш простою та економічною: в кожному пункті встановлюється тільки один комплект пристроїв приєднання та обробки. Кінцеві згасання не перевищують 2,5 дБ і в більшості випадків не знижують якості передачі.

Основним недоліком схеми "фаза - земля" є мале перехідне затухання між трактами, організованими за даною схемою, і як наслідок цього, великі складності при виборі частот для каналів зв'язку.

4.2 Розрахунок найбільшого можливого кілометричного згасання

Найбільша можлива частота визначається по найбільшому можливому кілометричному згасанню лінійного тракта, дБ/км:

б(Ф)макс = (Апер - aел - Азап ) / l,



де:

Апер - згасання, яке перекривається ВЧ апаратурою, дБ;

aел - згасання всіх елементів ВЧ тракту підсилювальної або переприйомної ділянки каналу, крім згасання міжфазної хвилі, дБ;

Азап - запас по перекриваючому згасанню на випадок збільшення згасання ВЧ тракту або збільшення завад від корони при погіршенні погодних умов, дБ;

l - довжина лінії електропередачі, км.

Згасання, яке перекривається ВЧ апаратурою, визначається по формулі, дБ:

Апер = Рпер - Рпр.мін ,

де:

Рпер - рівень передачі сигналу, дБ;

Рпр.мін - мінімальний рівень прийому в каналі, дБ.

Мінімальний рівень прийому в каналі визначається по формулі, дБ:

Рпр.мін = Рпом + 10lg?f + ?Р'п.м + Рс/п + ?Рпром,

де:

Рпом - середній рівень завад від корони на фазних проводах повітряної лінії, дБ:

Рпом = - 45 дБ для ПЛ 35 кВ (табл. 2.3 [1]);

?f - смуга ефективно переданих частот каналу, кГц:

Df =3,4 - 0,3=3,1 кГц;

?Р'п.м - поправка, яка враховує зміну середнього рівня завад для ВЧ трактів по грозозахисним тросам та схемі «провід-провід» розщепленої фази, дБ. Для схеми «фаза-земля» не враховується;

Рс/п - мінімальна різниця сигналу та розподіленої завади на вході приймача. Визначається в точці підключення пристрою приєднання до повітряної лінії, дБ,

Рс/п = 22 дБ (табл. 2.5 [1]). Система передачі: ЧМ

?Рпром - поправка, яка враховує підсумування розподілених завад в каналах з проміжними підсилювачами та переприйомами. Визначається по формулі, дБ:

?Рпром = 10lg(m+1),

де:

m - кількість проміжних підсилювачів та пунктів переприйомів.

На даному етапі m=0, звідси:

DРпром = 10 lg(0+1) =0 (дБ);

Враховуючи ці параметри знаходимо:

Рпр.мін = Рпом + 10lg?f + ?Р'п.м + Рс/п + ?Рпром =

= -45 + 10lg(3.1) + 22 + 0 = -18.086 (дБ);

Враховуючи знайдені Рпер та Рпр.мін, визначаємо Апер:

Апер = Рпер - Рпр.мін = 39 + 18.086 = 57.086 (дБ).

Згасання елементів ВЧ тракту визначаємо по формулі, дБ:

aел = n1aк + ?aтр1 + n2?a(0) + 2n1aз + (2n1 - 1)aф.п.+ (m1 - 1)aкаб + ?аш + m2aпром + +m3aр.ф. + m4aотв + m5aрад,



де:

n1 - кількість ліній електропередачі в ВЧ тракті каналу;

n2 - кількість ліній електропередачі протяжністю менше 20 км в ВЧ тракті каналу, n2 = 0;

mn - кількість елементів даного виду в ВЧ тракті каналу;

aк - кінцеві згасання двох кінців повітряної лінії, aк = 1 дБ;

?aтр1 - додаткове згасання, обумовлене багатократними відображеннями між фазної хвилі від кінців повітряної лінії й відгалужень, дБ. Враховується для складних ВЧ трактів з обходами й відгалуженнями, ?aтр1 = 3 дБ;

?a(0) - поправка, яка враховує збільшення згасання через вплив земляної хвилі на повітряній лінії коротше 20 км для схем приєднання «фаза-земля», ?a(0)=2дБ;

aз - згасання, яке вноситься загороджувачем, aз = 3 дБ;

aф.п. - згасання фільтру приєднання, aф.п .= 1.5 дБ;

aкаб - згасання, що вноситься ВЧ кабелем, aкаб = 0.5 дБ;

аш - згасання, яке вноситься паралельно включеною апаратурою інших ВЧ каналів, аш = 1.0 дБ;

aпром - згасання, що вноситься в транзитний канал апаратурою ущільнення на проміжному пункті, підключеною до схеми ВЧ обходу, aпром =3.5дБ;

aр.ф. - згасання роздільного фільтру, яке враховується на передаючому кінці й в пункті ВЧ обходу, aр.ф. = 1.0 дБ;

aотв - згасання, що вноситься відгалуженням від лінії електропередачі, aотв = 5.5 дБ;

aрад - згасання, обумовлене відгалуженням ВЧ енергії в інші ВЧ тракти при радіально-променевій схемі каналу, aрад =10 дБ.

В данному випадку: n1 = 3, n2 = 2, m2 = 0, m3 = 3, m4 = 0, m5 = 0.

Враховуюче це, визначаємо згасання елементів ВЧ тракту:

aел = n1aк + ?aтр1 + n2?a(0) + 2n1aз + (2n1 - 1)aф.п.+ (m1 - 1)aкаб + ?аш + m2aпром + +m3aр.ф. + m4aотв + m5aрад = 3•1 + 3 + 0•2 + 2•3•3 + (2•3-1)•1.5 + (2-1) •0.5+ 0•3.5 + 3•1.0 + 0•5.5 + 0•10 =35 (дБ).

Запас по перекриваючому згасанню при погіршенні погодних умов:

Азап = ?aгол.f,

де: ?aгол.f визначаємо із графіку рис. 3.1[6], ?aгол.f = 16 дБ;

тому Азап = 16 дБ.

Тепер визначаємо найбільше можливе кілометричне згасання лінійного тракту:

б(Ф)макс = (Апер - aел - Азап )/l = (57.086 - 35 - 16) / (35+40+35) =

= 0.055 (дБ/км)

Оцінка найбільшої можливої частоти

По частотній залежності кілометричного згасання лінійного тракту по нетранспонованій ПЛ з горизонтальним розміщенням фаз, яка приведена на рис.2-1[1] визначаємо найбільш можливу частоту з врахуванням максимальної частоти, забезпеченої апаратурою:

Для лінії 1(АС-70): fmax = 55 кГц

Для лінії 2(АС-120): fmax = 90 кГц

Отже, для ВЧ трактів визначаємо частоту: fmax = 55 кГц, але вона являється майже на нижній границі діапазону частот АСК-3. Тому проводимо розрахунок для випадку наявності одного пункту переприйому.

Тепер m=2, звідси:

DРпром = 10 lg(2+1) =4.77 (дБ);



Враховуючи ці параметри знаходимо:

Рпр.мін = Рпом + 10lg?f + ?Р'п.м + Рс/п + ?Рпром =

= -45 + 10lg(3.1) + 22 + 4.77 = -13.316 (дБ);

Враховуючи знайдені Рпер та Рпр.мін, визначаємо Апер:

Апер = Рпер - Рпр.мін = 39 + 13.316 = 52.316 (дБ).

В данному випадку: n1 = 1, n2 = 0,m1 = 2, m2 = 0, m3 = 1, m4 = 0, m5 = 0.

Враховуюче це, визначаємо згасання елементів ВЧ тракту:

aел = n1aк + ?aтр1 + n2?a(0) + 2n1aз + (2n1 - 1)aф.п.+ (m1 - 1)aкаб + ?аш + m2aпром + +m3aр.ф. + m4aотв + m5aрад = 1•1 + 3 + 0•2 + 2•1•3 + (2•1-1)•1.5 + (2-1) •0.5+ 0 + 0•3.5 + 1•1.0 + 0•5.5 + 0•10 = 13.0 (дБ).

Запас по перекриваючому згасанню при погіршенні погодних умов:

Азап = 16 дБ.

Визначаємо найбільше можливе кілометричне згасання першого тракту (АС-70):

б(Ф)макс = (Апер - aел - Азап )/l = (52.316 - 13.0 - 16) / 35 =

= 0.666 (дБ/км)

Розрахуємо найбільше можливе кілометричне згасання другого тракту.

В данному випадку: n1 = 2, n2 = 0,m1 = 2, m2 = 0, m3 = 2, m4 = 0, m5 = 0.

Враховуюче це, визначаємо згасання елементів ВЧ тракту:

aел = n1aк + ?aтр1 + n2?a(0) + 2n1aз + (2n1 - 1)aф.п.+ (m1 - 1)aкаб + ?аш + m2aпром + +m3aр.ф. + m4aотв + m5aрад = 2•1 + 3 + 0•2 + 2•2•3 + (2•2-1)•1.5 + (2-1) •0.5+ 0 + 0•3.5 + 2•1.0 + 0•5.5 + 0•10 = 24.0 (дБ).

Для другого ВЧ тракту (АС-120, АС-70):

б(Ф)макс = (Апер - aел - Азап )/l = (52.316 - 24 - 16) / (40+35) =

= 0.164 (дБ/км)

4.3 Визначення найбільшої можливої частоти

По частотній залежності кілометричного згасання лінійного тракту по нетранспонованій ПЛ з горизонтальним розміщенням фаз, яка приведена на рис.2-1[1] визначається найбільш можлива частота з врахуванням максимальної частоти, забезпеченої апаратурою:

Для лінії 1(АС-70) першого тракту: fmax > 500 кГц

Для лінії 2(АС-120) другого тракту: fmax > 500 кГц

Для лінії 3(АС-70) другого тракту: fmax = 425 кГц

Отже, для ВЧ трактів визначаємо частоту: fmax = 425 кГц.

4.4 Рознесення частот

Рознесення частот між робочими смугами передавача і приймача дуплексного ВЧ каналу повинен мати величину 5%, але не менше 12 кГц (табл. 2.9. [6]). Рознос частот між краями робочих частот повинен становити 10%, але не менше 10 кГц.

Визначаємо атр по формулі:

атр = 7.5 + а(Ф)L +3.5mотв +10mобх + Апрх,



7,5 дБ -- сума згасань елементів ВЧ тракту на передавальному кінці і кінцевих затухань;

f •L -- сума лінійних згасань ПЛ на частоті заважаючого передавача.

3,5 -- середнє значення загасань, що вноситься відгалуженням, приймається для оцінки згасань ВЧ тракту на частоті заважаючого сигналу;

mотв -- кількість відгалужень, для нашої схеми mотв =0;

10mобх -- середня величина загасань, що вноситься ВЧ обходом, приймається для оцінки тракту для заважаючого сигналу середня величина затухання, що вноситься ВЧ обходом, приймається для оцінки ВЧ тракта для заважаючого сигналу, mобх =0.

Апрх = 0.

а(Ф)L визначаємо а(Ф)L = 0.666*35+0.164*75 = 35.61;

Для першого ВЧ такту (АС-70, L=35км):

DР1 = Рпр - Рмеш = -18.086 - 8.19 = -26.276 дБ;

Рпр = Рпр min = -18.086 дБ;

Рмеш = Рмеш max - атр = 39 - 30.81 = 8.19 дБ;

Тоді атр = 7.5 + 0.666*35+3.5•0 +10•0 + 0 = 30.81 (дБ).

Дfmax = 6 < 10 кГц.

Для другого ВЧ тракту (АС-120,L=40км; АС-70,L=35км ):

DР2 = Рпр - Рмеш = -18.086 - 9.2 = -27.286 дБ;

Рпр = Рпр min = -18.086 дБ;

Рмеш = Рмеш max - атр = 39 - 29.8 = 9.2 дБ;

Тоді атр = 7.5 + 0.164*75+3.5•0 +10•1 + 0 = 29.8 (дБ).

Дfmax = 6 < 10 кГц.

Таким чином, рознесення частот між робочими полосами передатчика дуплексного ВЧ каналу приймаємо рівним ?f = 12 кГц, а ?f'= 10 кГц.

fmax = 425 кГц, але будемо відкладати від частоти 333кГц.

f1 ` = fmax - f`/2- f `- f = 333 -6- 10 - 12 = 305 кГц.

f2 = f1 ` - f ` = 305 - 10 = 295 кГц.

f1 = f2 - f = 295 - 12 = 283 кГц.

4.5 Вибір апаратури приєднання до ПЛ

4.5.1 Вибір конденсатора зв'язку

Конденсатор зв'язку є основним елементом пристрою приєднання приймачів і передавачів ВЧ-каналів до проводів ЛЕП.

В якості діелектрика в КЗ використовується конденсаторний папір, просочений мінеральним маслом. Для напруги 35 кВ корпус КЗ виконується з порцеляни. Конденсатори зв'язку на напругу 35 кВ комплектуються з одного або кількох елементів, з'єднаних послідовно і встановлених на ізолюючій підставці.

Вибираємо конденсатор зв'язку типу СМР - 35 / -0,0044 (табл. 2-12 [2]) відповідний фазного напрузі 35 кВ. Це конденсатор зв'язку з просочуванням мінеральним маслом з розширювачем, ємністю одного елемента 0,0044 мкФ +10% / -5%, ємність приєднання 4400пФ.

4.5.2 Вибір фільтра приєднання

Фільтр приєднання, утворюючи з конденсатором зв'язку смуговий фільтр на задану смугу пропускання, служить для узгодження вхідних опорів лінійного тракту і ВЧ-кабелю, а також для заземлення нижньої обкладки конденсатора зв'язку з промисловою частотою.

ВЧ-каналу по ПЛ 35 кВ відповідає фільтр приєднання УФП-75. Для захисту елементів фільтра приєднання, ВЧ-кабелю і ВЧ-апаратури від перенапруг служить вентильний розрядник, включений паралельно лінійної котушці, з пробивним напругою 1,5 кВдейств. З табл 2-15 [2] вибираємо фільтр УФП-75 табл.4.1:

Таблиця 4.1

Ємність конденсатора зв'язку, пФ	Смуга пропускання, кГц	Характеристичний опір, Ом	Схема фільтра
4400	212 - 600	200	ФВЧ

4.5.3 Вибір заземлювального ножа

Заземлюючий ніж призначений для тимчасового заземлення нижньої обкладки конденсатора зв'язку в цілях безпеки обслуговуючого персоналу при профілактичних і ремонтних роботах на фільтрі приєднання, конденсаторі зв'язку і ВЧ-кабелі.

В якості заземлюючого ножа використовують один полюс стандартного роз'єднувача типу РЛНД або РВО на напругу 6 - 10 кВ і номінальний струм 200 - 400 А [2].

Вибираємо один полюс роз'єднувача типу РЛНД 1-10/400У1 на напругу 10 кВ і номінальний струм 400 А.

4.5.4 Вибір високочастотного загороджувача

ВЧ загороджувач служить для послаблення шунтуючої дії шин підстанції на лінійний тракт ВЧ каналу. ВЧЗ складається із силової котушки, елементу налаштування на замикання смуги частот, розрядників для захисту від перенапруг силової котушки і елемента налаштування. Основні параметрами загороджувача:

індуктивність силової катушки (чим більша індуктивність, тим вищі загороджувальні властивості);

номінальний робочий струм (найбільший струм промислової частоти, який тривалий час проходить через силову катушку без неприпустимого перегріву загороджувача);

струм електродинамічної стійкості (максимально допустимий ударний струм кз, при якому не відбувається помітної деформації силової катушки);

струм термічної стійкості (максимально допустимий сталий струм кз, при якому не відбувається неприпустимого перегріву проводу силової котушки і міжвиткової ізоляції);

смуга загородження (смуга частот, в межах якої опір загороджувача не менше заданої величини).

Допускається перевантаження загороджувача на 20% - до 60 хв., на 30% - до 45 хв., на 40% - до 32 хв., на 50% - до 18 хв. [1].

Виходячи з наведених характеристик, а також з того, що на підстанції встановлені два силових трансформатора по 25000 кВА: за ПУЕ, в аварійному режимі працює один з перевантаженням до 40%, тому максимальний робочий струм ВЧ загороджувача повинен бути більш

. 12.32А

Вибираємо високочастотний загороджувач типу ВЧЗ-100-0,15 табл.2-22[2] з номінальними параметрами табл.4.2 .

Таблиця4.2

Індуктив-ність силової катушки, мГ	Смуга загородження по активному опору, кГц	Активний опір у смузі загородження, Ом	Номінальний струм силової катушки, А	Термічна стійкість за час 1 сек., кА	Максимальн. електроди-намічна стійкість, кА
0,14	50-600	500	100	4,5	13,5

4.5.5 Вибір високочастотного кабеля

Високочастотний кабель пов'язує приймачі та передавачі з фільтром приєднання. Коаксіальний кабель ФКБ 1 х1,3 має центральну жилу діаметром 1,3 мм, кордельно-паперову ізоляцію, свинцеву оболонку, броньовий покрив з двох сталевих стрічок і зовнішню джутову оплітку. Зовнішній діаметр без сталевої броні дорівнює 10мм, а з бронею - близько 20мм. Хвильовий опір 100 10 Ом.

4.5.6 Опис конструкції і встановлення обладнання обробки і приєднання

Установка апаратури обробки і приєднання на підстанції наведена на листі 2. На опорі конденсатора зв'язку 1 встановлений конденсатор зв'язку 7 на ізолюючій підставці 6. Заземлюючий ніж 5 з'єднаний з шиною заземлення 3. До фільтру приєднання 4 підведений високочастотний кабель 2, що з'єднує його з апаратурою ущільнення. Лінійний роз'єднувач 10 встановлюється на опорі. Високочастотний загороджувач встановлений на опорі лінії електропередач і приєднаний до ЛЕП через гірлянду ізоляторів 9.



Висновок

При виконанні розрахунків, склад і обсяг телеінформації визначалися відповідно з Керівними вказівками щодо вибору обсягів інформації, проектування систем збору і передачі інформації в енергосистемах (М.: СПО Союзтехенерго, 1981). Обрана апаратура ПТІ типу ТМ310 - 1, яка задовольняє всім необхідним поставленим вимогам.

Апаратура сполучення комплексу ПТІ з апаратурою зв'язку (модем АПТ-200), а також сама апаратура зв'язку АСК-3 узгоджені по діапазону частот, при цьому швидкість передачі інформації відповідає швидкості передачі апаратури ПТІ. Аппаратура АСК-3 використовувалася з підсилювачем УМ-1/12-100.

При виборі схеми приєднання ВЧ-апаратури до ПЛ, критеріями вибору були: економічна доцільність, надійність, перспектива підключення інших (додаткових) паралельних комплектів високочастотної - апаратури.

Розрахунок ВЧ-тракту по ПЛ проводився так, щоб забезпечити мінімальну вартість тракту, надійність передачі інформації, сумісність з вже існуючими каналами.

Вибір апаратури приєднання до ПЛ проводився так, щоб забезпечити надійність передачі даних при мінімальній вартості.

В процесі розрахунків було встановлено, що оптимальним є наявність одного пункта переприйому. В такому випадку максимальна частота передачі становить 425 кГц, що входить у діапазон частот апаратури АСК-3, та не потрапляє у зону зайнятих частот.



Література

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

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

Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под редакцией С.С.Ракотяна и И.М.Шапиро.

Размещено на Allbest.ru