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农电载波通信网的组建

(一)农用变压器对高频通道衰减的影响
 如前所述,农电网中主要的电气设备是农用配电变压器,它的容量大小、安装位置决定于它对高频通道衰减的危害程度。
    根据供电《架空电力线路的施工及验收规程》规定:配电变压器离主干线或支接线的总长度不得超过500公尺,大多数配电变压器直接装在架空主干线的下面,一般采用双杆(包括主干线线杆)的变压器座架上,变压器的底部离地面的高度不得小于2.5公尺。这样,再包括杆上的油开关、刀闸、跌落式熔丝(兼刀闸用)和避雷器等电气设备,均在变压器附近,10kV用的水泥杆,一般杆高12公尺左右,这样,支接线的长度不超过10公尺,可以把它们看作是集中参数对高频分流的影响,无须用线路分布参数的驻波效应来考虑。那么,变压器绕组的等值电感和漏感对高频分流可以忽略,但是,绕组的分布电容对高频的分流作用就不可忽略了。
    例如:某一台10kV、320kVA变压器,其漏感L=42毫亨,由进线端看进去的等同值入口电容C=550微微法,载频40~500KHZ范围内,其感抗为j10.56kΩ—jl32kΩ,这大的感抗对高频信号而言,可视为开路;其容抗为540Ω—j6700Ω;这些容抗对高频信号引起的分流衰减也并不算太大。
对于变压器内部的电容,可以看作是由每匝线圈对地的分布电容、匝间电容和互分布电容的几何平均值,只要从人口看进去总的等效电容(用C表示)就可以了,这等效电容用电桥测量可以得到,最好用高频振荡器和选频电平表进行测量。在测量时要用高频(f≥500KHZ)电源,这时变压器的电感就不起作用了,其测量和计算如图1所示。a)为测量接线图。b)为等效电路
    注:N1和N2是图la接线电容c1两端选平电平表读数值;以分贝(dB)计。
    电容cl为已知值,一般选择与被测电容c值在一个量级,这样,Ucl与Uc2很接近,测量和计算误差是不会太大的,对农用配电变压器的测试,一般取c1=500Pf即能满足要求。
    分流衰减公式A=Nl—N2(dB)计算。频率越低,分流衰减越小;变压器的容量越小,分流衰减也越小。
    关于变压器的容量、分布电容、分流衰减都与频率有着密切的关系,在安排设备频率时应加以考虑。如苏联曾提出,建议农电载波的频率取80—160kHz为佳,我们分析,这种建议是与变压器和支接线加工相有一定关系的。
    (二)农电网中文接线的特点
    如前所述,农电用配电变压器按规定不能离开主干线500公尺,根据传输线中驻波理论可知,支接线长度等于四分之一工作频率波长,且终端为高阻抗时,支接点就呈低阻抗,终端阻抗越高,支接点的阻抗就越低,若终端开路,支接点近似短路,小容量变压器的分布电容很小,正是呈现高阻抗,所以,支接点的阻抗很低,引起的介入衰减很大,这就是有些文章中叙述10kV线路难于开通载波通信电路的关键问题。
    就支接线长度为500公尺而言,其危害最大的频率为:
 那么,对于150kHz以下的工作频率影响就不大了,看来苏联提出农电载波频率80~160kHz(略大于150kHz)是有道理的。对于500公尺以内的支接线,危害频率将会升高,如支接线长300公尺,危害频率为250kHz,当然,若支接线长为八分之一波长,且终端开路,它的支接点阻抗近似于特性阻抗,这时的介入衰减约为3.5dB7是否要加阻波器视通道19总衰减而定,如果通道不长,通道上有1—3个支接线,也可以不挂阻波器,只是把这个衰减作为通道中固定衰减来考虑。如果交接线很多,那么,必须实际勘察全线路,测量每一支接线的实际长度,如前所述,杆上变压器根据容量确定分流衰减,其他支接线尺寸不同,经计算可预选频率,尽量避开有严重影响的短支接线,实在避免不了的就挂阻波器。
    另外,对一个结构非常复杂的农电网要建立载波通信网,首先,挑选最复杂的线路,在其两端安装的阻波器耦合电容器和结合滤波器,对全频道的衰减进行测量,选择衰减最小的频率为该复杂通道的工作频率,然后根据这个频率复核影响最大的支接线,逐个进行加工,每加工一个阻波器,进行一次全通道衰减的测量,观察挂上阻波器的效果,对通道衰减影响不大的,可将该阻波器拆除,另派用处,节省总投资。
    (三)农电载波通道的波阻抗
    从经济技术方面考虑,农电载波的耦合方式还是用相一地耦合,经实际测量,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220kVz400Ω,35kV2350Ω,而10kV的z≈31Ω。据分析,一般10kV线路均为三角形排列,再者,它的线间距离较近,线路的高频特性阻抗与频率的关系不大,没有随频率的增高或降低,特性阻抗有减小或增大的趋势,但是,在40~500kHZ整个频段内,载波机人口的输入阻抗有较大的波动,因为,整条线路较短,且支接线较多,线路终端的负载阻抗又不等于特性阻抗,因此,在某些频段内输入阻抗要产生很大的变化,这是实际中要考虑的。