(一)農(nóng)用變壓器對(duì)高頻通道衰減的影響
如前所述,農(nóng)電網(wǎng)中主要的電氣設(shè)備是農(nóng)用配電變壓器,它的容量大小、安裝位置決定于它對(duì)高頻通道衰減的危害程度。
根據(jù)供電《架空電力線路的施工及驗(yàn)收規(guī)程》規(guī)定:配電變壓器離主干線或支接線的總長(zhǎng)度不得超過500公尺,大多數(shù)配電變壓器直接裝在架空主干線的下面,一般采用雙桿(包括主干線線桿)的變壓器座架上,變壓器的底部離地面的高度不得小于2.5公尺。這樣,再包括桿上的油開關(guān)、刀閘、跌落式熔絲(兼刀閘用)和避雷器等電氣設(shè)備,均在變壓器附近,10kV用的水泥桿,一般桿高12公尺左右,這樣,支接線的長(zhǎng)度不超過10公尺,可以把它們看作是集中參數(shù)對(duì)高頻分流的影響,無須用線路分布參數(shù)的駐波效應(yīng)來考慮。那么,變壓器繞組的等值電感和漏感對(duì)高頻分流可以忽略,但是,繞組的分布電容對(duì)高頻的分流作用就不可忽略了。
例如:某一臺(tái)10kV、320kVA變壓器,其漏感L漏=42毫亨,由進(jìn)線端看進(jìn)去的等同值入口電容C漏=550微微法,載頻40~500KHZ范圍內(nèi),其感抗為j10.56kΩ—jl32kΩ,這大的感抗對(duì)高頻信號(hào)而言,可視為開路;其容抗為540Ω—j6700Ω;這些容抗對(duì)高頻信號(hào)引起的分流衰減也并不算太大。
對(duì)于變壓器內(nèi)部的電容,可以看作是由每匝線圈對(duì)地的分布電容、匝間電容和互分布電容的幾何平均值,只要從人口看進(jìn)去總的等效電容(用C入表示)就可以了,這等效電容用電橋測(cè)量可以得到,*好用高頻振蕩器和選頻電平表進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量時(shí)要用高頻(f≥500KHZ)電源,這時(shí)變壓器的電感就不起作用了,其測(cè)量和計(jì)算如圖1所示。a)為測(cè)量接線圖。b)為等效電路
注:N1和N2是圖la接線電容c1兩端選平電平表讀數(shù)值;以分貝(dB)計(jì)。
電容cl為已知值,一般選擇與被測(cè)電容c入值在一個(gè)量級(jí),這樣,Ucl與Uc2很接近,測(cè)量和計(jì)算誤差是不會(huì)太大的,對(duì)農(nóng)用配電變壓器的測(cè)試,一般取c1=500Pf即能滿足要求。
分流衰減公式A分=Nl—N2(dB)計(jì)算。頻率越低,分流衰減越??;變壓器的容量越小,分流衰減也越小。
關(guān)于變壓器的容量、分布電容、分流衰減都與頻率有著密切的關(guān)系,在安排設(shè)備頻率時(shí)應(yīng)加以考慮。如蘇聯(lián)曾提出,建議農(nóng)電載波的頻率取80—160kHz為佳,我們分析,這種建議是與變壓器和支接線加工相有一定關(guān)系的。
(二)農(nóng)電網(wǎng)中文接線的特點(diǎn)
如前所述,農(nóng)電用配電變壓器按規(guī)定不能離開主干線500公尺,根據(jù)傳輸線中駐波理論可知,支接線長(zhǎng)度等于四分之一工作頻率波長(zhǎng),且終端為高阻抗時(shí),支接點(diǎn)就呈低阻抗,終端阻抗越高,支接點(diǎn)的阻抗就越低,若終端開路,支接點(diǎn)近似短路,小容量變壓器的分布電容很小,正是呈現(xiàn)高阻抗,所以,支接點(diǎn)的阻抗很低,引起的介入衰減很大,這就是有些文章中敘述10kV線路難于開通載波通信電路的關(guān)鍵問題。
就支接線長(zhǎng)度為500公尺而言,其危害*大的頻率為:
那么,對(duì)于150kHz以下的工作頻率影響就不大了,看來蘇聯(lián)提出農(nóng)電載波頻率80~160kHz(略大于150kHz)是有道理的。對(duì)于500公尺以內(nèi)的支接線,危害頻率將會(huì)升高,如支接線長(zhǎng)300公尺,危害頻率為250kHz,當(dāng)然,若支接線長(zhǎng)為八分之一波長(zhǎng),且終端開路,它的支接點(diǎn)阻抗近似于特性阻抗,這時(shí)的介入衰減約為3.5dB7是否要加阻波器視通道19總衰減而定,如果通道不長(zhǎng),通道上有1—3個(gè)支接線,也可以不掛阻波器,只是把這個(gè)衰減作為通道中固定衰減來考慮。如果交接線很多,那么,必須實(shí)際勘察全線路,測(cè)量每一支接線的實(shí)際長(zhǎng)度,如前所述,桿上變壓器根據(jù)容量確定分流衰減,其他支接線尺寸不同,經(jīng)計(jì)算可預(yù)選頻率,盡量避開有嚴(yán)重影響的短支接線,實(shí)在避免不了的就掛阻波器。
另外,對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的農(nóng)電網(wǎng)要建立載波通信網(wǎng),首先,挑選*復(fù)雜的線路,在其兩端安裝的阻波器耦合電容器和結(jié)合濾波器,對(duì)全頻道的衰減進(jìn)行測(cè)量,選擇衰減*小的頻率為該復(fù)雜通道的工作頻率,然后根據(jù)這個(gè)頻率復(fù)核影響*大的支接線,逐個(gè)進(jìn)行加工,每加工一個(gè)阻波器,進(jìn)行一次全通道衰減的測(cè)量,觀察掛上阻波器的效果,對(duì)通道衰減影響不大的,可將該阻波器拆除,另派用處,節(jié)省總投資。
(三)農(nóng)電載波通道的波阻抗
從經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面考慮,農(nóng)電載波的耦合方式還是用相一地耦合,經(jīng)實(shí)際測(cè)量,其特性比110kV和220kV通道的特性阻抗低,也比35kV通道的阻抗低,110kV和220kVz特400Ω,35kV2特350Ω,而10kV的z持≈31Ω。據(jù)分析,一般10kV線路均為三角形排列,再者,它的線間距離較近,線路的高頻特性阻抗與頻率的關(guān)系不大,沒有隨頻率的增高或降低,特性阻抗有減小或增大的趨勢(shì),但是,在40~500kHZ整個(gè)頻段內(nèi),載波機(jī)人口的輸入阻抗有較大的波動(dòng),因?yàn)?,整條線路較短,且支接線較多,線路終端的負(fù)載阻抗又不等于特性阻抗,因此,在某些頻段內(nèi)輸入阻抗要產(chǎn)生很大的變化,這是實(shí)際中要考慮的。